中子和其他重离子.PDF

中子和其他重离子 第一节 基本概念和原理 一、快中子射线的物理特性 • 中子是原子质量为1.009的不带电的粒子， • 能量10keV~10MeV的中子叫快中子， • 能量在6～20Mev的快中子可进行临床治疗。 （一）组织吸收 快中子的生物学效应是通过继发的 核电粒子放射产生的间接作用。 1、弹性碰撞 对于快中子来说，弹性碰撞是主要的。 C H O N 生物组织主要由 ， ， 和 等元素组成， H 特别是含有大量的 。因此，快中子在组织 H 内的能量耗失主要是通过与 原子核等的弹 性碰撞而产生的反冲质子使组织中的原子 激发和电离，引起生物分子中化学键的断 裂。250keV~14MeV 的快中子对组织吸收 85% H 。 剂量的贡献有 来 自 的弹性碰撞 2、非弹性碰撞 非弹性碰撞在较高能量的中子 （大于 1MeV时）入射时才显示其重要性。 在组织内，非弹性碰撞是中子冲击核， 作用于碳、氧、氮，核在粉碎后释放数种 粒子及碎片。非弹性碰撞是中子剂量中比 较典型的部分，对中子放射生物学特性影 响较大。 中子在不同组织中吸收特点： （1）脂肪组织吸收增加： 中子在组织中有沉积作用，这是与组织 中氮原子核相互作用的结果。各种组织中 氮含量不同，以脂肪组织较多。中子放疗 后，皮下脂肪组织吸收剂量较多。 （2）骨吸收降低： 骨吸收的能量比肌肉吸收的能量少。 （3）肺传递： 肺组织密度抵，中子在肺里吸收少。 （二）γ线污染 • 中子射线从靶到准直器集中，总伴随光子 出现。中子照射组织时，必然出现附加光 子。 不同的中子发生器，所产生的光子比例 不同。用d→Be回旋加速器大约是3％，用 氘→氚发生器大约是7％。 （三）剂量分布 中子射线在组织中剂量分布与低能光子 射线相似，在皮下形成组合的最大剂量 区，随深度增加，从最高剂量区向下，剂 量呈指数减少。随中子能量的增加，组织 深部的剂量增加。 Photons 100 ) % ( x 80 a m SAD = 190 cm D SSD = 180 cm o 60 t d e z i l a 40 m r o N , 20 e s o D 0 0 5 10 15 20 25 30 35 (Depth in Phantom (cm Neutrons Protons 二、细胞存活曲线的形状 高LET射线照射细胞时，细胞存活曲 线常常是指数性的，可以用下列式子表 达： −aD