Б. Ф. Баянов¹, В. П. Белов¹, Е. Д. Бендер¹, М. В. Боховко², Г. И. Димов¹, В. Н. Кононов², О. Е. Кононов², Н. К. Куксанов¹, В .Е. Пальчиков¹, В. А. Пивоваров², Р. А. Салимов¹, Г. И. Сильвестров¹, А. Н. Скринский¹, Н. А. Соловьев², С. Ю. Таскаев^1*

Нейтронная терапия в последние годы привлекает все возрастающее внимание благодаря высокой биологической эффективности нейтронов при взаимодействии с клетками злокачественных образований. Особенно перспективной представляется бор-нейтронозахватная терапия, поскольку в настоящее время синтезированы содержащие изотоп ¹⁰B фармпрепараты, которые после введения в кровь пациента создают концентрацию изотопа ¹⁰B в опухолевой ткани в 3 раза большую, чем в здоровой ткани, что обеспечивает возможность избирательного поражения раковой опухоли.

В настоящем проекте предполагается осуществлять генерацию нейтронов путем сброса интенсивного протонного пучка на литиевую мишень, используя пороговую реакцию ⁷Li(p,n)⁷Be. Отличительной особенностью данного проекта является работа в двух режимах: у порога реакции при энергии протонов 1,883╦ 1,890МэВ, когда благодаря кинематической коллимации пучок нейтронов имеет хорошую направленность вперед и необходимый для БНЗТ спектр в области энергий 30 кэВ с высокой эффективностью использования протонов, и при энергии протонов 2,5 МэВ, когда максимум спектра нейтронов смещается до энергии 790 кэВ, необходимой для ТБН, а для БНЗТ нейтронный пучок формируется с помощью замедлителей. Также отличительными особенностями данного проекта являются получение 40 миллиамперного протонного пучка, обеспечивающего время экспозиции в десятки минут для достижения необходимой терапевтической дозы 20 Гр и использование ускорителя-тандема с вакуумной изоляцией, а не ускорителя прямого действия.

Предлагаемый проект основан на богатом накопленном опыте. В ИЯФ разработан оригинальный электростатический ускоритель-тандем с вакуумной изоляцией, запитываемый мощным источником высокого напряжения от высоковольтного выпрямителя производимого в ИЯФ промышленного ускорителя серии ЭЛВ. Специфика геометрии ускоряющих электродов и оптики тандема позволяет достигнуть максимальной надежности работы, что проверено на 1 Мэв-ном прототипе тандема, работающем в качестве инжектора в синхротрон. Надежность работы источника высокого напряжения проверена широким использованием ускорителей типа ЭЛВ в технологических целях во многих промышленных предприятиях и фирмах. В ИЯФ предложен и реализован поверхностно-плазменный метод генерации отрицательных ионов и разработаны базовые модификации поверхностно-плазменных источников, работающих на большинстве крупных протонных ускорителей мира. Для физики высоких энергий и генерации пучков вторичных частиц создавались линзы с твердым и жидким литием и жидкометаллические мишени. В ФЭИ имеется богатый опыт в изучении распределений рождаемых нейтронов и поглощенной дозы.