بررسي قابليت استفاده از رآكتورMNSR اصفهان در نوترون‌تراپي با بور به كمك شبيه‌سازي M‏CNP

Investigation of Isfahan miniature neutron source reactor (MNSR) for boron neutron capture therapy by MCNP simulation

يكی از چشمه‏های مهم برای نوترون درمانی، رآكتورهای شكافت هستند. طيف نوترون مورد استفاده در گيراندازی نوترون در بور بايد دارای شار بالا در محدوده نوترون‏های فوق حرارتی باشد. علاوه بر اين شار نوترون برای اين كه طيف نوترون اثر بهينه‏ای در درمان داشته باشد، بايد دارای مشخصه‏هايی باشد كه از طرف آژانس انرژی بين‏المللی تعيين شده است. در اين مقاله امكان استفاده از رآكتور مينياتوری اصفهان (MNSR) به عنوان چشمه نوترون برای گيراندازی نوترون در بور مورد بررسی قرار گرفته است. برای اين منظور طراحی يك مجموعه شكل‌دهنده طيف برای رآكتور مينياتوری اصفهان، با استفاده از كد MCNPX شبيه‌سازی شدهاست. با محاسبه و ارزيابی مقادير عوامل در هوا، طراحی مجموعه شكل‌دهنده طيفBSA بهينه، ارائه شد. در اين شبيه‏سازی ترابرد نوترون از لحظه توليد در قلب رآكتور تا لحظه خروج از دريچه شكل‌دهنده طيف، محاسبه شده است. با ارزيابی آهنگ دز بيولوژيكی و منحنی‌های توزيع دز- عمق در بافت سالم و تومور از طريق شبيه‌سازی يك فانتوم سر اسنايدر، كميت‌های در فانتوم نيز مورد ارزيابی قرار گرفتند. محاسبات ما نشان مي‏دهد كه اولاً شار نوترون توليد شده در رآكتورMNSR قابليت استفاده در گيراندازی نوترون در بور را دارد، ثانياً BSA بهينه طراحی شده برای اين رآكتور،از نظر مشخصات درمانی برای گيراندازی نوترون در بور مناسب است.

One of the important neutron sources for Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) is a nuclear reactor. It needs a high flux of epithermal neutrons. The optimum conditions of the neutron spectra for BNCT are provided by the International Atomic Energy Agency (IAEA). In this paper, Miniature Neutron Source Reactor (MNSR) as a neutron source for BNCT was investigated. For this purpose, we designed a Beam Shaping Assembly (BSA) for the reactor and the neutron transport from the core of the reactor to the output windows of BSA was simulated by MCNPX code. To optimize the BSA performance, two sets of parameters should be evaluated, in-air and in-phantom parameters. For evaluating in-phantom parameters, a Snyder head phantom was used and biological dose rate and dose-depth curve were calculated in brain normal and tumor tissues. Our calculations showed that the neutron flux of the MNSR reactor can be used for BNCT, and the designed BSA in optimum conditions had a good therapeutic characteristic for BNCT.