Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Shirani bidabadi,Zafarollah Kalantari
احمد شیرانی بیدابادی (استاد مشاور) سیدظفراله کلانتری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hajar Tavakoli
هاجر توکلی زانیانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
Boron Neutron Capture Therapy(BNCT) is one of the efficient method to treat some cancer tumors, particularly the brain tumors(glioblastoma multiform). In this treatment boron with particular chemical compound is concentrated within the tumor. Then a high intensity beam of epithermal neutrons is focused on the tumor area on the head. Thermal neutron in the reaction 10 B(n,?) 7 Li produces energetic alpha and lithium particles with a range about the size of the cells. These charged particles deposit their kinetic energies to the cell which leads to destroy the cancer cell. For boron neutron capture therapy we need a high flux of thermal neutrons at the place of tumor, because the cross section of the 10 B(n,?) 7 Li reaction has a high value for thermal neutrons. Before neutrons reach the tumor, they should go through the skin, skull and brain tissues. Most of thermal neutrons in the beam are captured by the normal cells. So they can produce damages. The epithermal neutrons slow down by elastic or inelastic collisions. Therefore thermal neutrons should be removed and fast neutrons should be moderated to convert epithermal neutrons. O the other hand the ?-rays from inelastic collisions should be shielded to protect their damages on the normal cells. Therefore neutron beam to use in BNCT should have some characteristics: ? epi 5×10 9 n/cm 2 s, D nf / ? epi 2×10 -13 Gycm 2 , D ? / ? epi 2×10 -13 Gycm 2 , ? epi/ ? th 20, j/? 0.7. For this purpose a Beam Shaping Assembly(BSA) should be designed. Designing a beam shaping assembly related to the kind of neutron source. To design a BSA many parameters should be determined: kind of materials, shape and dimentions of materials. Usually 6 Li is used for capturing the thermal neutrons, AlF 3 is used as moderator of the fast neutrons, Bi is used for filtering the ?-rays and Pb is used as reflector and collimator of neutrons. One of the high intensity neutron source in Isfahan is Miniature Neutron Source Reactor(MNSR). This reactor is a pool tank type reactor with power of 30kW, highly enriched uranium fuel, natural water moderator and metal beryllium reflector. Its neutro flux is i order of 10 10 - 10 12 n/cm 2 .s. We have simulated the neutron traort from the core of the reactor to the output windows of BSA, for different design of BSA. For this purpose we have used the MCNP4C code which is a suitable Monte Carlo code to simulate the neutron interactions in different materials and geometries. Our calculations show that the neutron flux of the MNSR reactor can be used for BNCT and we have presented a design of a BSA to produce optimum neutron beam with required characteristics for BNCT. Keywords: Neutron therapy, BNCT, MNSR, Monte Carlo method
درمان توسط گیر اندازی نوترون به وسیله بور یا Boron Neutron Capture Therapy(BNCT) یکی از روش های مورد توجه در درمان بعضی سرطان ها از جمله تومورهای مغزی به نام گلیوبلاستوما، است. در این روش درمان، ابتدا بور به صورت یک ترکیب خاص که به وسیله مواد تومور دوست نشان دار شده است درون تومور متمرکز می شود، سپس یک باریکه از نوترون های فوق حرارتی با انرژی و شدت مناسب بر روی منطقه تومور تابانده می شود. انرژی نوترون های فوق حرارتی با عبور از بافت های مختلف سر، کاهش یافته و به نوترون حرارتی تبدیل می شوند. در اثر واکنش نوترون های حرارتی با بور درون تومور، ذرات آلفا و لیتیم که ذراتی پر انرژی با برد کم(در حدود ابعاد سلول) هستند به وجود می آید که انرژی خود را در محدوده سلول سرطانی تخلیه می کنند و باعث از بین رفتن سلول های سرطانی می شوند. یکی از چشمه های مهم برای این منظور رآکتورهای هستند. طیف نوترون مورد استفاده در BNCT باید دارای شار بالا در محدوده نوترون های فوق حرارتی باشد. علاوه بر این شار نوترون برای این که طیف نوترون اثر بهینه ای در درمان داشته باشد باید دارای مشخصه هایی باشد که از طرف آژانس انرژی بین المللی تعیین شده است. در این پایان نامه امکان استفاده از رآکتور مینیاتوری اصفهان (MNSR) به عنوان چشمه نوترون برای BNCT مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور طراحی یک مجموعه شکل دهنده طیف و پارامترهای مورد نیاز برای رآکتور مینیاتوری اصفهان ، با استفاده از کد MCNP4C شبیه سازی شده است. محاسبات ما نشان می دهد که اولاً شار نوترون تولید شده در رآکتور MNSR اصفهان قابلیت استفاده در BNCT را دارد، ثانیاً با تعیین نوع مواد، شکل و ابعاد آن برای شکل دهنده طیف نوترون، طراحی بهینه برای BSA این رآکتور ارائه شده است. کلمات کلیدی: نوترون درمانی، BNCT، رآکتور MNSR اصفهان، شبیه سازی مونت کارلو

ارتقاء امنیت وب با وف بومی