肿瘤治疗的重离子束物理性质研究 - 原子核物理评论.pdf

第 22卷 第 1期 原 子 核 物 理 评 论 Vo1．22，No．1 2005年 3月 NuclearPhysicsReview Mar．，2005 文章编号：1007—4627(2005)01—0044—03 肿瘤治疗的重离子束物理性质研究 党秉荣，李文建，马秋峰，李 强，周光明，王菊芳，郝冀芳 (中国科学院近代物理研究所，甘肃 北京730000) 摘 要：重离子在肿瘤治疗方面的优势主要是由于其优越的物理性质，因此，研究其与生物体相 互作用也就成为肿瘤治疗中的基本课题，介绍一些研究结果来解决人们关心的问题． 关 键 词：重离子束治疗；物理性质；肿瘤 中图分类号：TL99 文献标识码：A 1 前言 2 离子在生物等效材料中不同角度的 由于重离子束具有优越的剂量分布，因此，对 核碎片 集中照射瘤体、保护正常组织十分有利．重离子束 实验是在 HIRFL的辐照实验终端上利用55 被认为是面向2l世纪最理想的放疗用射线．然而 Mev／u的柏 进行的．离子束经25 m的Ni窗 重离子在组织中沿射程的核反应减弱了主束．同时 (其作用是将真空和大气隔开)、平行板空气电离室 也产生了一些低 z的核碎片等其它产物。对物理 (监测束流强度)、约 10cm的空气、1．5nlln有机玻 学及生物学特性产生了新的影响．许多实验表明， 璃和包裹在探测器前的2Ixm厚的铝箔后被探测器探 不同品质的辐射和不同的剂量在生物体中会产生不 测．其中有机玻璃即为模拟的等效生物材料靶，进 同的生物学效应。因而核碎片产生的生物学效应是 入靶的能量约为53．6MeV／u．为了模拟实际用于辐 不同于主束的．沿射程产生的核碎片特点是利用重 射生物学效应研究的条件，实验中将探测器系统放 离子束治疗肿瘤和开展其它辐射生物学研究工作的 置在空气中测量．Phoswich探测表面离有机玻璃上 基本物理数据之一．日本NIRS和德国GSI在 1993 的束流靶点约为 100cm．为了避光在实验过程中用 年联合建立了l0o-80oMeV／u重离子的深度剂量 黑布将探测器系统包裹在里面，以保护光电倍增管． 分布计算模型(也称Bragg曲线计算模型)¨]．这一 采用GOOSY获取系统获取实验数据．利用CERN的 模型主要考虑了离子射程歧离效应以及离子在与组 Paw数据处理软件处理实验数据． 织相互作用中核反应所致的主束衰减及次级碎片粒 5。。7．5o和9．8o3个角度的测量数据的比较表 子对深部剂量分布的影响．为此他们进行了大量实 明：重离子束在生物体中穿行时与生物组织产生了 验[2]．他们正是利用了重离子束的深度剂量分布