Источник нейтронов для исследования биологических объектов сформированный из поверхностно соприкасающихся конусов, выполненных из борированных сферопластиков

На медицинском ускорителе «Прометеус» при энергии пучка протонов 225 МэВ был сконструирован источник быстрых и эпитепловых нейтронов, а также проведены измерения дозных профилей нейтронов на выходе нейтронного канала с помощью детектора БДМН-100. Для получения быстрых нейтронов применялась тяжелая мишень NaI. Совместно с исследовательской лабораторией ЦЗЛ АО «Авангард» разработан новый защитный материал от нейтронов c разным процентным соотношением ¹⁰B под названием wikineutron. На его основе формировалась теневая защита, выполненная в виде поверхностно соприкасающихся конусов, конструирующая канал быстрых и эпитепловых нейтронов. Разработанный нейтронный канал может использоваться для проведения медицинских работ по созданию новых радиофармпрепаратов, содержащих бор и другие сильнопоглощающие элементы. Возможно также применение нейтронного источника от ускорителя «Прометеус» для терапии поверхностно расположенных опухолей. Основной целью работы было формирование на основе разработанных нейтронопоглощающих материалов нейтронного канала, который обладает простой конструкцией и может быть применен для борнейтронзахватной и «надэпитепловой» терапии, а также создание на нейтронном канале пучка эпитепловых и надэпитепловых нейтронов для оценки эффективности применения радиофармпрепаратов. 
Разработанные нейтронопоглощающие материалы позволили создать нейтронный канал эпитепловых и надэпитепловых нейтронов для терапии и разработки радиосенсибилизаторов на основе золота.

1. Заиди Л., Кашаева Е.А., Лежнин С.И., Малышкин Г.Н., Самарин С.И., Сычева Т.В., Таскаев С.Ю., Фролов С.А. Система формирования пучка нейтронов для бор-нейтронозахватной терапии. Ядерная физика. 2017; 80(1): 63—69. https://doi.org/10.7868/S0044002717010160

2. Butterworth K.T., McMahon S.J., Currell F.J., Prise K.M. Physical basis and biological mechanisms of gold nanoparticle radiosensitization. Nanoscale. 2012; 4(16): 4830—4838. https://doi.org/10.1039/c2nr31227a

3. Hubbell J.H., Seltzer S.M. Tables of x-ray mass attenuation coefficients and mass energy-absorption coefficients 1 keV to 20 MeV for elements Z = 1 to 92 and 48 additional substances of dosimetry interest. Radiation Physics Division, PML, NIST; 1996. https://dx.doi.org/10.18434/T4D01F

4. Cui L., Her S., Borst G.R., Bristow R.G., Jaffray D.A., Allen Ch. Radiosensitization by gold nanoparticles: will they ever make it to the clinic? Radiotherapy and Oncology. 2017; 124(3): 344—356. https://doi.org/10.1016/j.radonc.2017.07.007

5. Gerosa C., Crisponi G., Nurchi V.M., Saba L., Cappai R., Cau F., Faa G., Van Eyken P., Scartozzi M., Floris G., Fanni D. Gold nanoparticles: a new golden era in oncology? Pharmaceuticals. 2020; 13(8): 192. https://doi.org/10.3390/ph13080192

6. Dan Jones T.L., Fast neutron therapy. https://www.canberra.edu.au/irps/bulletin/1996-2005/docs/15-2.pdf

7. Быстрые нейтроны в онкологии. Под ред. Л.И. Мусабаевой. Томск: Издательство научно-технической литературы; 2000. 188 c.

8. Мусабаева Л.И., Головков В.М. Терапия быстрыми нейтронами в онкологии. Сибирский онкологический журнал. 2015; (2): 88—94.

9. Пат. (РФ) № 2009914832. МПК A61N5/10, G01N23/05, G21K1/02. Борисов Г.И., Ерак Д.Ю. Устройство для терапии онкологических заболеваний. Заявл.: 28.12.2009; опубл.: 27.07.2011. https://www.freepatent.ru/patents/2424832

10. Иванов В.К. Возможности и перспективы математического моделирования при лучевой терапии. Медицинская радиология.1985; 30(3): 67.

11. Магдон Е. Относительная биологическая активность нейтронов с энергией 6,2 мэВ. Медицинская радиология. 1977; 22(10): 40—42.

12. Борисов Г.И., Кумахов M.A., Кондратенко Р.И. Расчетные оценки возможности реализации инвазивной нейтронно-захватной терапии с использованием капиллярных нейтронно-оптических систем. Российский биотерапевтический журнал. 2006; (1): 34.

13. Кураченко Ю.А., Казанский Ю.А., Матусевич Е.С. Подкритические системы для нейтрон-захватной терапии. Известия вузов. Ядерная энергетика. 2008; (3): 47—56.

14. Малютин Е.В., Сиксин В.В., Шемяков А.Е., Щеголев И.Ю. Защитные свойства материала ПОВ-40 в условиях облучения вторичными нейтронами и гамма-квантами. Медицинская физика. 2019; (4(84)): 75—79.

15. Широков М., Юдин Н.П. Ядерная физика. М.: Наука; 1980. 728 с.

16. Кононов О.Е. Источники нейтронов на базе ускорителей для задач нейтронной и нейтронозахватной терапии. Автореф. дисс ...канд. физ.-мат. наук; 2010. 106 с.