Формирование источника эпитепловых нейтронов на ускорителе “Прометеус” для исследовательских работ по созданию новых радиофармпрепаратов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

На медицинском ускорителе “Прометеус“ при энергии 200 МэВ был сконструирован источник быстрых и эпитепловых нейтронов и проведены измерения выхода быстрых и эпитепловых нейтронов детектором БДМН-100. Применялась тяжелая мишень NaI для получения быстрых нейтронов. На основе разработанных пяти различных защитных материалов от нейтронов был сформирован канал быстрых и эпитепловых нейтронов. С помощью нейтронного детектора БДМН-100 были измерены угловые зависимости мощности эквивалентной дозы на выходе нейтронного канала. Нейтронный источник имеет возможное применение для проведения исследовательских работ по созданию новых радиофармпрепаратов. Быстрые нейтроны можно применять для дистанционной терапии и контроля надежности электронных плат и микросхем. Также нейтронный пучок можно применять для исследования биологических объектов и клеток.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В. Сиксин

Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук Россия

Автор, ответственный за переписку.
Email: antktech@inbox.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинский просп., 53

И. Ю. Щеголев

АО “Авангард”

Email: antktech@inbox.ru
Россия, 215500, Сафоново, Смоленская обл., ул. Октябрьская, 78

Список литературы

  1. Сиксин В.В., Рябов В.А., Завестовская И.Н. Патент на изобретение №2808930 Устройство для формирования пучка нейтронов на протонном ускорителе комплекса “Прометеус”. Опубликовано 05.12.2023 Бюл.34.
  2. Заиди Л., Кашаева Е.А., Лежнин С.И. и др. // Ядерная физика. 2017. Т. 80(1). С. 63. https://doi.og/10.7868/S0044002717010160
  3. Butterworth K.T., McMahon S.J., Currell F.J., Prise K.M. // Nanoscale. 2012. V. 4. P. 4830.
  4. Hubbell J.H., Seltzer S.M. Tables of X-ray mass attenuation coefficients and mass energy-absorption coefficients. 1996. http://www.nist.gov/pml/data/xraycoef/
  5. Cui L., Her S., Borst G.R. et al. // Radiother Oncol. 2017. V.124. P. 344.
  6. Gerosa C., Crisponi G., Nurchi V.M. et al. // Pharmaceuticals. 2020. V.13. P. 192.
  7. Малютин Е.В., Сиксин В.В., Шемяков А.Е., Щеголев И.Ю. // Медицинская физика. 2019. № 4. С. 75.
  8. Бойко В.И., Демянюк Д.Г., Долматов О.Ю., и др. // Известия Томского политехнического университета. 2005. Т. 308. № 5. С. 77.
  9. Широков М., Юдин Н.П., Ядерная физика. Москва: Наука. 1980.
  10. Щеголев И.Ю., Емельянов В.М., Эпоксиуретановое связующее с увеличенной огнестойкостью, тепло- и термостойкостью. Патент № 2712044, АО Авангард, Российская Федерация. 2020. Бюл. № 3.
  11. Бормотов А.Н., Прошин А.П., Баженов Ю.М., Данилов А.М., Соколова Ю.А., Полимерные композиционные материалы для защиты от радиации. Москва: Палеотип, 2006. С. 26.
  12. Милинчук В.К. Радиационная химия // Соросовский Образовательный Журнал. 2000. № 4. С.26.
  13. Siksin V.V. // Bull. Lebedev Phys. Inst. 2019. V. 46. P. 19. https://doi.org/10.3103/S1068335619010068
  14. Siksin V.V. // Bull. Lebedev Phys. Inst. 2019. V. 46. P. 70. https://doi.org/10.3103/S1068335619020076
  15. Казаков В.П., Шарипов Г.Л. Радиолюминесценцияводных растворов. Москва: Наука, 1986. https://search.rsl.ru/ru/record/01001295055
  16. Алексеев В.И., Басков В.А., Дронов В.А., Львов А.И. и др. // Приборы и техника эксперимента. 2019. Т.2. С. 5. https://doi.og/10.1134/S0032816219020162
  17. Bayanov B.F., Bokhovko M.V., Kononov V.N., Kononov O.E. et al. // Nucl. Instr.& Meth. 1998. V. A413. P. 397.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Рабочий кадр процесса точного наведения траектории пучка протонов с энергией 100 МэВ в водном фантоме детектора ЦДПИ во время сеанса в 2023 году, при котором проходили измерения Косл. Окно программы OSC-16 с энергией пучка 100 МэВ.

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схема эксперимента по измерению коэффициентов ослабления защитных материалов от нейтронного излучения в сеансах 2023 года: 1 – ускоритель протонов, 2 – пучок протонов, 3 – водный фантом детектора ЦДПИ, 4 – исследуемый образец защитного материала (защитный экран), 5 – шар — замедлитель нейтронов детектора БДМН-100, 6 –детекторный блок БДМН-100, 7 – пик Брэгга, регистрируемый детектором ЦДПИ, 8 – ортогональные “мгновенные” нейтроны, 9 – светозащитный кожух детектора ЦДПИ, 10 – объектив ЦДПИ, 11 – телевизионная камера ЦДПИ, 12 - интерфейс видеоввода между ЦДПИ и вычислителем, 13 – соединительные кабели, 14 – вычислитель.

Скачать (264KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Коэффициент ослабления нейтронного пучка в зависимости от массовой толщины исследуемых материалов: N0 – скорость счета в отсутствие защитного экрана; N – за защитным экраном; 1 – графит [8]; 2 – карбид бора [8]; 3 – борид вольфрама [8]; 4 – результаты нашего эксперимента для ПОВ; 5, 6, 7, 8 – результаты настоящего эксперимента для новых разработанных материалов: 5 – Т=СВМПЭ с добавлением 5% аморфного бора; 6 – Т+ (это Т с добавлением W); 7 – сферопластик wiki-1; 8 – сферопластик wiki-2.

Скачать (948KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Схема проведения эксперимента на “левой” части установки: 1 – ускоритель “Прометеус”; 2 – пучок протонов, выведенный из ускорителя; 3 – расстояние между источником и пациентом (РИП); 4 – система координат для привязки пучка к оси х, вдоль которой происходит измерение дозы детектором нейтронов; 5 – мишень из кристалла NaI для образования потока быстрых нейтронов; 6 – направление вылета нейтронов из мишени NaI под разными углами к направлению пучка протонов; 7 – рама экспериментальной установки, на которой устанавливались мишень 5 и детектор нейтронов 8; 9 – позиции детектора по отношению к направлению пучка протонов, которые были определены разметкой, нанесенной на раму; A, B, С, D, E – защитные материалы различного состава, создающие теневую защиту и формирующие нейтронный пучок в канале; 10 – точки остановки быстрых нейтронов в водном фантоме-замедлителе и далее их замедление до эпитепловых; 11 – водный фантом для замедления быстрых нейтронов до эпитепловых нейтронов.

Скачать (1MB)
Метаданные
6. Рис. 5. Схема проведения эксперимента [1] на “правой” части установки: F – регулируемая диафрагма из материала ПОВ-40, которая “вырезает” нужную часть пучка нейтронов.

Скачать (707KB)
Метаданные
7. Рис. 6. МЭД быстрых нейтронов вдоль оси х, когда водный фантом 9 отсутствует.

Скачать (745KB)
Метаданные
8. Рис. 7. МЭД эпитепловых нейтронов вдоль оси х, когда внутри канала находился водный фантом 9.

Скачать (746KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024