Abstract
加速器型的硼中子捕獲治療相對於反應器型的硼中子捕獲治療具有建造成本低，及成為醫院內的醫療設施的優勢，可使硼中子捕獲治療更加普及。本研究使用蒙地卡羅粒子遷移模擬計算程式，進行30MeV/1mA質子束均勻照射在鈹靶上產生中子源的濾屏與匯聚設計。為提高計算的效率，以接龍方式進行中子遷移計算。 超熱中子束之濾屏設計選用鐵、FLUENTAL等作為減速中子的材料進行測試。改進濾屏設計加上後方鉛反射體，可以有效提高濾屏出口的超熱中子通率與射束品質，超熱中子通率提高了26%，每個超熱中子所伴隨的快中子劑量下降了約10%。 匯聚設計分析分為兩個部分:匯聚內徑及匯聚長度。當匯聚內徑由80公分縮小為70公分，可改善中子束的前向性，降低匯聚出口的快中子劑量及改善匯聚出口兩側的快中子與加馬射線劑量分布。加長匯聚長度，雖然匯聚出口中子束強度下降，但可以獲得較高的超熱中子束前向性，與較低的每個超熱中子所伴隨的快中子劑量和γ射線劑量，且出口兩側的快中子通率及加馬射線通率也較低。假體內劑量計算顯示，使用長匯聚可以獲得與原始匯聚相近的治療品質。當血液中硼濃度為25ppm，假體距離匯聚10公分時，有效治療深度、有效治療比例和腫瘤劑量並無太大下降，治療時間約為20分鐘。 當假體之截面資料庫為ENDF/B-7時，相較於ENDF/B-6之假體內的熱中子通率上升，光子通率下降約為5到10%。因此有效治療深度、有效治療比例提高。使用各元素劑量轉換因子所得到的中子劑量會高於使用MIT-Caswell劑量轉換因子的中子劑量，而硼劑量則略低2%左右。因此有效治療深度、有效治療比例、及治療比例亦略低。 使用頭型假體計算，相較於腦組織假體，因為頭骨的氫元素較少，超熱中子減速較慢，所以熱中子通率最大值較低，因此造成有效治療比例值較小，也使有效治療深度較深。 在血液中硼濃度的情況下，加速器中子源之超熱中子束與運轉功率1.2MW清華開放式水池反應器超熱中子束相比，除前向性較差致有效治療深度較淺外，加速器中子源在匯聚出口處之超熱中子通率較高，所以有效治療比例較大，照射治療所需時間也較短。