|
Скачать 0.76 Mb.
|
^
В современных исследовательских реакторах с тяжеловодным замедлителем каналы для вывода пучка нейтронов располагаются по касательной к активной зоне, что позволяет получать интенсивные пучки тепловых (или холодных) нейтронов с незначительным загрязнением быстрыми нейтронами и гамма-излучением. Тем не менее, на реакторе FRM-II была смонтирована специальная установка для генерирования дополнительно одного пучка быстрых нейтронов с большой площадью сечения (300200 мм) и высокой плотностью потока нейтронов (1,5109 нсм-2с-1). Спектр нейтронов выглядит аналогично спектру деления и пригоден в качестве стандартного спектра. [2] Установка может применяться в следующих сферах и экспериментах. Применение в медицинских целях:
Лучевая терапия является основным методом лечения рака, при этом успешно лечится порядка 60 % всех онкологических заболеваний. Благодаря особым свойствам быстрых нейтронов лечение с их помощью в еще большей степени расширяет возможности терапии. Так, быстрые нейтроны обладают высокой биологической эффективностью при уничтожении раковых клеток. В спирали ДНК (генные нити) быстрые нейтроны производят примерно в 20 раз больше двухнитиевых разрывов, чем при рентгеновском излучении. На старом реакторе FRM-I проводилось лечение следующих разновидностей рака: меланома - 11 % от общего числа больных; саркома мягких тканей - 11 %; рак груди - 26 %; карцинома головы и шеи - 34 %; карцинома слюнных желез - 12 %, прочее - 6 %. [9] Двухнитиевые разрывы останавливают механизм самовосстановления в клетке. Это повреждение ДНК и, при той же значимости, других основных биомолекул приводят к гибели клетки. Нейтронная терапия имеет преимущества в тех случаях, когда злокачественные опухоли устойчивы к рентгеновскому излучению. Нейтронами можно с большей эффективностью лечить ткани, испытывающие недостаток кислорода. Как правило, больные должны облучаться только один, а не несколько раз. Ответственность за клинические случаи несет клиническая больница Klinikum rechts der Isar, которая входит в состав Технического университета Мюнхена. Как правило, средства на проведение лечения с помощью облучения быстрыми нейтронами выделяются в порядке медицинского страхования. [9] ^ Анализируя мировой опыт организации центров ядерных медицинских технологий, можно выделить следующие аспекты создания центра БНЗТ. ^ Для построения облучательной установки для БНЗТ необходимо рассмотреть следующие основные компоненты: реактор, нейтронный канал, мониторы пучка, работающие в режиме реального времени, дозиметрия/характеристики пучка, шиберы пучка, расположение пациента, помещение для облучения, помещение управления или наблюдения, участок приема и подготовки пациента. Необходимо следовать следующим инструкциям создания установки БНЗТ, использованных при создании Объединенного исследовательского центра в Петтене, Голландия: Дозиметрия Руководящие указания по дозиметрии в том виде, как они используются в обычных лечебных центрах, применяются также к установкам с фотонными, электронными или нейтронными пучками. Установки для лечения по методу БНЗТ с использованием пучка эпитепловых нейтронов включают быстрые нейтроны (> 10 кэВ) и гамма-излучение, которые поступают как из самого пучка (гамма-излучение реактора), так и в результате активации материала, находящегося внутри пучка. В ткани человека, содержащей соединения изотопа 10B, пучок эффективно продуцирует следующие четыре главные компоненты поглощенной дозы (с различной биологической эффективностью): боронейтронного захвата, азотонейтронного захвата, нейтронного захвата и гамма-излучения. Кроме того, нейтронный пучок генерируется в реакторе HFR по строгому рабочему графику при работе круглосуточно по 11 циклов, состоящих из 4 недель в год. Из-за выгорания топлива интенсивность пучка на протяжении планируемого 4-месячного цикла снижается примерно на 4-5 %. Интенсивность пучка в начале каждого цикла может изменяться приблизительно на 4 %/за цикл вследствие изменений экспериментальной нагрузки в реакторе. Следовательно, процесс обеспечения качества пучка в ходе лечения должен следовать строго контролируемой инструкции, которая включает следующие ступени:
При использовании систем обеспечения качества и надлежащей клинической практики, все измерения записываются, проверяются и подписываются ответственными лицами, документируются, после чего сдаются в архив. ^ Концепция обеспечения качества, применяемая при использовании нейтронного пучка для БНЗТ, та же, что и для обычной радиотерапии, но с учетом особенностей реактора. Все системы безопасности резервируются вторым независимым устройством в случае отказа первого. Система мониторинга пучка состоит из четырех мониторов: двух камер деления с 235U (счетчики нейтронов) и двух счетчиков Гейгера-Мюллера (счетчики -излучения), расположенных в фиксированном коллиматоре, по ходу пучка между главной и скользящей задвижками. Автоматическое открытие и закрытие задвижек пучка регистрируются и управляются камерами деления в соответствии с заранее установленным числом отсчетов монитора, которое соответствует необходимой дозе изотопа 10B, обеспечиваемой при достижении идентификации групповой дозы DGIP (Dose Group Identification Point) в теле пациента. Обе камеры деления вначале устанавливаются на закрытие задвижек, которые включаются автоматически при достижении установленной величины счета. Камера деления № 1 срабатывает, как основной счетчик (счетчик № 2 – вспомогательный). За обеими камерами, как и за счетчиками ведется наблюдение, а величина счета и скорость счета выводятся на дисплеях двух независимых компьютерных систем. В качестве дополнительной поддержки закрытия задвижки имеется таймер, заранее устанавливаемый на время, превышающее на 2 % установленное время облучения. При поступлении сигнала на срабатывание автоматически включается срабатывание задвижек пучка на закрытие. Если необходимо, то задвижки пучка могут быть закрыты с помощью кнопки на панели управления задвижкой пучка. Если она не срабатывает вследствие отказа электросети, то задвижки также могут быть закрыты с помощью механических устройств вручную. В качестве последнего средства оператор пучкового канала имеет право дать указание операторам реактора остановить реактор. ^ Инструкции по радиационной защите соответствует национальным и международным системам обеспечения качества. Для обеспечения соответствия голландским регулирующим требованиям по радиационной защите был создан Комитет по БНЗТ. Главной задачей этого Комитета является проведение проверок и выдача рекомендаций раз в полгода на методы радиационной защиты, применяемые в БНЗТ. При необходимости такая рекомендация пересылается в соответствующий регулирующий орган. |