Speaker
立坤 解
(University of Science and Technology of China)
Description
硼中子俘获治疗（Boron Neutron Capture Therapy，BNCT）是一种利用硼-10同位素和热中子反应选择性杀死癌细胞的放射治疗方法，具有精确性高、副作用小及治疗周期短等优势，是一种极具前景的放射治疗手段。测量BNCT中子束的注量率空间分布对于确保治疗的精准性和有效性，最大限度地杀死癌细胞同时保护正常组织至关重要。针对这一需求，使用具有高计数率和高位置分辨的Micromegas（Micro-Mesh-Gaseous-structure）探测器，可以精确快速地测量高注量率、大面积的中子束，但这也带来了300路读出通道、单通道800 kHz的高计数率和区分不同束流成分的读出挑战。本论文研究了一套适配的读出电子学系统，该系统具有高计数率、多通道数、高位置分辨率及中子位置重建功能。电子学系统采用电荷积分结合数字化技术，实现了300路探测器信号的电荷测量，并在FPGA逻辑固件中实现了数字滤波成形功能以提升集成度，同时实时提取信号的幅度和时间信息。软件端利用μTPC定位方法，实现了中子位置的实时精确重建，从而达到快速测量的目的。读出电子学原型样机与Micromegas探测器的联合测试结果显示，系统的空间分辨率为1.4 mm，优于传统方法的5 mm空间分辨率。最终，在中子注量率达到109n/(cm2·s)的BNCT中子束流上，读出电子学系统联合Micromegas探测器进行了测试，成功测得了束流中热中子和快中子的注量率空间分布，证明了该读出电子学系统的可行性。
