2022年7月18-29日，核探测与核电子学国家重点实验室（国重实验室）科研团队前往中国原子能科学研究院，进行医院中子照射器中的BNCT治疗束注量率的空间分布测量实验，并取得成功。
BNCT治疗，全称是硼中子俘获疗法，这是一种以10B和中子反应作为物理基础来治疗癌症的二元放射疗法，使用含硼的靶向药物实现在癌细胞内富集10B，通过10B和中子发生核反应产生重离子4He和7Li来破坏癌细胞。由于人体正常组织细胞和中子的反应截面很低，从而可以达到定向破坏癌细胞，而不损坏人体正常细胞的治疗目的。位于中国原子能科学研究院内的医院中子照射器是世界首台专门用于BNCT治疗的小型反应堆。
为了准确测量BNCT治疗束的注量率空间分布，国重实验室与中国原子能科学研究院陈军研究员团队成功联合研制出基于Micromegas的中子注量率空间分布测量系统原型样机，这是Micromegas探测器在BNCT装置上的首次应用。国重实验室曹平副教授团队负责读出电子学系统的研制，张志永、方竹君副研究员团队负责Micromegas探测器的研制。为了准确测量BNCT中子治疗束的注量率空间分布，科研团队所研制的Micromegas探测器总面积达到29cm×29cm，总电子学读出通道为384通道，最高计数率可达800kHz，并具备实时数据预处理能力。团队中博士研究生江伟、刘显科为科研骨干，完成了电子学系统的具体设计并全程参加了治疗束的测试工作。
实验过程中，Micromegas探测器和电子学读出系统均能稳定运行，得到了BNCT治疗束注量率空间分布的初步测试结果，之后还将对采集的数据进行进一步的数据分析，得到治疗束中不同粒子成分的空间分布结果。本科研成果可为未来BNCT治疗的应用提供物理数据的支持，为基于小型反应堆的BNCT治疗装置的进一步研制奠定了相关技术基础。
图 1 探测器与读出电子学安装现场
图 2 BNCT治疗束注量率空间分布测试现场
图 3 实验所获得的治疗束空间分布成像图