用于BNCT的IHNI反应堆中子学参数研究及细胞剂量精细计算

发布时间：2021-12-22 06:47

　　本文以BNCT所涉及的中子源束流装置和剂量评估技术等两个基本问题为研究对象,开展了IHNI-I超热中子束装置优化设计及超热束流特性参数模拟分析研究,开展了细胞尺度上10B不均匀分布对细胞微剂量影响的模拟研究。首先,以NUREG/CR-6115压水堆基准题的标准堆芯装料模型为基础,对模拟研究所使用的MCNP5程序和基于ENDF/B-VII的连续截面数据库进行了基准模拟检验,模拟结果表明,所使用的程序和截面数据库准确、可靠用MCNP5程序建立IHNI-I医院中子照射器装置模型,模拟了用于BNCT研究的超热、热束流装置出口处γ光子和中子的能谱、通量等物理参数,结果表明,早先设计的IHNI-I超热束流品质较差。为此,开展了超热束流装置的优化设计工作,给出了采用35cm厚的Fluental慢化材料和0.8mm的B4C热中子吸收材料代替原来的Al/Al2O3混合多层慢化体结构的改进设计方案；采用MCNP5程序模拟了改进方案条件下超热束流装置出口处的中子束能谱、通量率等重要参数,分析结果显示,改进设计方案下超热中子束流品质明显提升。为了研究10B化合物在细胞尺度上空间分布不均匀对细胞微剂量的影响,利... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
目录
第一章 引言
    1.1 硼中子俘获治疗(BNCT)简介
    1.2 国内外BNCT研究进展
        1.2.1 国外BNCT研究进展
        1.2.2 国外脑胶质瘤BNCT临床治疗研究进展
        1.2.3 国内BNCT研究现状
    1.3 BNCT所涉及的研究领域
    1.4 微型反应堆中子源装置(IHNI-I)简介
    1.5 BNCT剂量评价
    1.6 本论文的主要研究内容及意义
        1.6.1 IHNI-I超热中子束流装置优化设计及超热中子束流分析
        1.6.2 细胞尺度~(10)B不均匀分布对细胞微剂量影响的模拟与分析
第二章 蒙特卡罗计算程序MCNP及ENDF/B-Ⅶ截面数据库的计算可信度检验
    2.1 MCNP及ENDF/B-Ⅶ.0简介
    2.2 NUREG/CR 6115反应堆基准题模型描述
    2.3 NUREG/CR-6115平均化组件功率模型
        2.3.1 平均化组件功率模型建立
        2.3.2 平均化组件功率模型建计算结果及分析
    2.4 NUREG/CR-6115标准堆芯装料模型
        2.4.1 NUREG/CR-6115标准堆芯装料模型建模
        2.4.2 NUREG/CR-6115标准堆芯装料模型计算结果及分析
    2.5 MCNP5计算NUREG/CR-6115标准堆芯装料模型结果比较
    2.6 本章小结
第三章 IHNI-I超热中子束流装置优化设计及超热中子束流特性分析
    3.1 IHNI-I模型建立及性能分析
        3.1.1 IHNI-I模型建立
        3.1.2 IHNI-I性能模拟与分析
    3.2 选用Fluental材料的IHNI-I超热中子束流装置优化设计
        3.2.1 模拟方式
        3.2.2 超热中子束流装置的优化模拟结果
        3.2.3 不同Fluental材料厚度下的超热中子束流装置出射粒子场分析
    3.3 超热中子束流装置材料选择及优化设计
        3.3.1 超热中子束流装置慢化材料选择
        3.3.2 超热中子束流装置热中子吸收材料选择
        3.3.3 采用双层结构的超热中子束流装置慢化体设计
        3.3.4 超热中子束流装置方案确定及中子束流性能分析
    3.4 本章小结
第四章 细胞尺度~(10)B不均匀分布对细胞微剂量影响的计算与分析
    4.1 细胞S值介绍
    4.2 Monte-Carlo模拟工具及其计算精度分析
        4.2.1 Geant4程序介绍
        4.2.2 MIRD细胞计算模型
        4.2.3 计算结果的分析与讨论
    4.3 ~(10)B不均匀分布对细胞微剂量影响计算模型及计算程序
        4.3.1 α-Li Version 1.0程序
        4.3.2 ~(10)B不均匀分布对细胞微剂计算模型
    4.4 ~(10)B(n,α)~7Li反应S(N<-R)值谱库建立
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文工作总结
        5.1.1 IHNI-I超热束流装置优化设计及超热束流分析
        5.1.2 细胞尺度~(10)B不均匀分布对细胞微剂量影响
    5.2 研究展望
        5.2.1 IHNI-I超热束流装置优化设计研究
        5.2.2 细胞尺度~(10)B不均匀分布对细胞微剂量影响的研究
参考文献
在学期间的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Neutron Capture Therapy （NCT） & In-Hospital Neutron Irradiator （IHNI）——a new technology on binary targeting radiation therapy of cancer[J]. Zhou Yongmao(China Zhongyuan Engineering Corporation of China National Nuclear Corporation,Beijing 100191,China).  Engineering Sciences. 2009(04)
[2]一种二元放疗靶向治癌的新技术——中子俘获疗法（NCT）与医院中子照射器（IHNI）[J]. 周永茂.  自然杂志. 2009(03)
[3]中子俘获治疗的进展[J]. 曾骏,王凤琴,赵惠扬.  核科学与工程. 1994(02)

硕士论文
[1]基于蒙特卡罗方法的压水堆堆内构件核热分布计算分析[D]. 靳忠敏.华北电力大学（北京） 2011



本文编号：3545949