Sorgente di fotoneutroni per trattamenti ospedalieridi di BNCT: PSIHO (Photoneutron Source for In-HOspital BNCT Treatment)

Il progetto PSIHO(Photoneutron Source In-HOspital), attualmente in corso presso l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), utilizza, come sorgente di neutroni, acceleratori lineari di elettroni di relativamente alta energia (18–25 MeV) che già operano nelle unità ospedaliere di Radioterapia, ma equipaggiate con un fotoconvertitore per neutroni. Lo scopo del progetto è di ottimizzare la fotoproduzione di neutroni  usando un apposito convertitore formato da un nucleo di materiali ad alto Z circondato da materiali leggeri a basso Z per la moderazione dei neutroni, inizialmente di alta energia, fino a energie termiche o epitermiche. Tale dispositivo è uno schermo passivo che non richiede modifiche all’acceleratore e che può essere facilmente installato e rimosso da una posizione di fronte alla testata  dell’acceleratore. Differenti tipi di strutture moderanti ottimizzate possono essere prodotte per fasci di neutroni termici, epitermici o misti per le diverse esigenze mediche. La radioterapia con fotoneutroni in ospedale estende le posssibilità della Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) al trattamento esterno di tumori diffusi quando altri metodi non sono possibili o risultano inadeguati. Mediante una specifica ottimizzazione dei materiali e delle geometrie, flussi interessanti di neutroni termici possono essere resi disponibili, con dei fondi minimi di neutroni veloci e gamma per offrire una versione frazionata di  BNCT dedicata al trattamento esterno di alcuni specifici tumori. Convertitori fotoneutronici,  fatti di materiali ad alto Z e sagomati per produrre un fascio di neutroni termici in una cavità di irraggiamento, facili da installare e rimuovere potrebbero in futuro diventare un complemento comune per i trattamenti radioterapici. Diversi prototipi sono stati costruiti in seguito ad approfonditi studi di fattibiltà, completi di simulazioni dettagliate con i codici di simulazione più avanzati  MCNP-GN  e Geant-4. I prototipi sono stati provati in diversi ospedali, dotati di unità radioterapiche basate su LINAC medici di alta energia.