Abstract
研究之目的是在為清華水池式反應器(THOR)，設計一個具醫療用途之超熱中子束照射系統以作為建造之依據。計算工具採用三維遷移程式TORT及蒙地卡羅程式MCNP進行爐心及濾屏模擬計算。TORT之截面數據有BUGLE-80及BUGLE-93及自VITAMIN-C產生之適用截面組，MCNP截面庫有源於ENDF/B-IV之原始截面及源自ENDF/B-V的MCNPDAT及日本的FSXLIB-J3。在多項靈敏度分析中以角分格採S8及S16之差別為最大。採不同截面庫對計算結果的影響在 20﹪以內。更新照射管資料後，超熱中子束通率比前期研究預期少一半。THOR第一階段濾屏實驗裝置TORT與 MCNP計算值還算接近，與實驗值有兩倍的差距。最佳化設計顯示Al2O3粉末填充密度需達理論密度80﹪以上，且Bi粒改為Bi板，才有可能使快中子及加馬射線劑量符合設計規範。依最佳化設計之照射管加裝匯聚管，可使超熱中子通率略為增加，加馬射線相對劑量減少一半。假體內之有效治療深度可達7cm以上，有利治療比例為2.84，有利治療深度之劑量率可達11.82 RBE-cGy/min 。若提高THOR功率2倍至2MW以提升超熱中子通率，可在合理時間內一次完成照射治療。