扼要叙述进入21世纪之际，硼中子俘获疗法（boron neutorn capture therapy，BNCT）在国际范围内的一些显著进展，包括BNCT的临床定位、肿瘤复发的探索、硼浓度的定量探测、靶向掺硼药物的开发以及我国医院中子照射器的问世。这些BNCT长期开发中的瓶颈趋于缓解，预示了BNCT个性化与例行化的前景更为清晰。
作为中国核工程开发海外市场的旗舰，中原对外工程有限公司将项目开发作为发展引擎，在百万千瓦级核电项目开发、研究性核反应堆项目开发、多功能医院中子照射器开发研究及多用途模块式小型反应堆项目开发工作中不懈努力，为和平利用核能、核技术做出贡献。
介绍了医院中子照射器及其相关系统的设计情况，描述了医院中子照射器的性能和特性。为验证医院中子照射器的固有安全特性，进行了4.2 mk反应性释放实验。实验结果表明，反应堆功率快速上升，在229 s时，功率达到85.7 kW峰值，随后，由于燃料元件多普勒效应和慢化剂的负温度效应会非能动地把功率限制在允许的安全水平之下。满功率运行时，各个工艺房间γ剂量率小于1 μSv/h，且中子剂量率为本底水平，具有低辐射特点。
医院中子照射器及其辅助系统于2010年年初完成热调试试验，随后投入试运行至今，共开堆99次（天），累积释放能量1 832.42 kW·h (折合积分中子注量为2.198 9×1017 cm-2)。试运行期间实验数据显示，医院中子照射器及其辅助系统满足规定的运行限值和条件，未发生任何事故，具有很好的安全性与可靠性，达到了设计要求。
完成了医院中子照射器（IHNI）瞬发γ中子活化分析(PGNAA)系统的初步设计，并按照设计完成系统搭建。该系统探测器屏蔽部分和中子束屏蔽部分内层均为天然LiF粉末，外层为铅屏蔽层。使用该系统进行的硼浓度测量实验结果表明，该系统可测量10B浓度为10 ppm(1 ppm=10-6)，体积为2 mL的样品，10B元素测量灵敏度为0.822 cps(s-1)/ppm。同时发现天然LiF粉末会在待测能区产生较高本底，影响测量精度。
采用蒙特卡罗程序(Monte Carlo neutron and photo transport code, MCNP)对医院中子照射器I型堆（IHNI-1）超热中子束流孔道的慢化层、反射层进行了优化设计。首先对FLUENTAL、Al等材料组成的6种慢化体方案进行了分析比较，给出了孔道出口处超热中子通量密度较大的两种设计方案；基于此两种慢化体设计方案，在保持束流孔道外框尺寸不变情况下，对慢化体周围的反射层进行了分析比较，给出了反射层的推荐方案；基于慢化体和反射层优化方案，最后给出了超热中子束流孔道出口处束流参数的空间分布。
建立了利用WIMS＋CITATION计算医院中子照射器I型堆堆芯中子学参数的模型，计算了堆芯的功率分布、 顶铍反应性价值、控制棒价值、温度系数、堆芯燃耗等中子学参数，计算结果与文献数据一致，表明文章所建立的计算模型可用于医院中子照射器I型堆堆芯的物理计算。
利用NJOY程序制作了用于医院中子照射器I型堆（in-hospital neutron irradiator mark 1 reactor，IHNI-1）物理计算的MCNP中子截面库。着重考虑了反应堆运行温度范围内的温度点，制作了多温度点ACE(a compact ENDF)格式中子截面数据库。利用MCNP/4B自带库验证了自制库的正确性，利用ICSBEP（International Criticality Safety Benchmark Evalution Project，国际临界安全基准评价工程手册）基准题对结果进行了验证和反应性温度系数计算，分析了不同参数的影响作用。结果表明，所制作的截面库是正确的，能够用于IHNI-1反应堆物理设计计算。
基于WIMS和CITATION程序的计算结果，编制了动态参数计算程序CKPWC（calculating kinetic parameters based on WIMS and CITATION），对医院中子照射器I型堆（in hospital neutron irradiator mark 1 reactor，IHNI-1）的动态参数计算进行了研究。首先使用WIMS计算出均匀化栅元截面以及69群通量，再使用CITATION进行四群扩散计算，最后编制动态参数计算程序，计算了IHNI-1动态参数（缓发中子有效份βeff和中子代时间Λ）。经过比较研究发现，分群结构对动态参数的计算结果有很大的影响。给出了计算IHNI-1缓发中子份额和中子代时间的最佳四群分群结构。使用文章中的最佳分群结构思想对西安脉冲堆动态参数进行了验证计算，计算结果与设计值符合一致，说明给出的IHNI-1动态参数计算结果具有一定的可信性。
针对医院中子照射器I型堆（IHNI-1）的堆芯特点和运行工况，建立了适用于IHNI-1反应堆堆芯的热工分析模型，并对模型进行了验证。利用所建模型，计算了IHNI-1反应堆堆芯热工参数。最后分析了IHNI-1反应堆堆芯入口流量对堆芯出口温度的影响，同时给出了堆芯发生过冷沸腾时的功率计算结果。
采用蒙特卡罗程序MCNP模拟计算了医院中子照射器I型堆（IHNI-1）热中子束流孔道出口处的等效平面源。对B堆芯进行了临界搜索计算，模拟计算了热中子束流孔道及出口处中子、γ的束流参数，应用等效平面源模型建立了BNCT等效中子、γ平面源。为人体头颅等效模型剂量分布的快速计算提供了较为可靠的平面源。
采用RELAP5/SCDAP/MOD3.4程序对医院中子照射器I型堆（IHNI-1）在事故工况下的瞬态特性进行研究，对意外大反应性引入和池水丧失事故工况进行了计算和分析，计算结果表明：IHNI-1堆具有良好的固有安全性，在发生大反应性引入和池水丧失事故时，最终能够稳定在较低功率，确保反应堆安全。
建立了基于WIMS和MCNP的临界-燃耗耦合计算方法，并对此方法进行了验算。通过栅元和组件问题的分析计算以及西安脉冲堆燃耗实验对比，验证了此耦合程序的可靠性和正确性。最后应用此耦合程序对医院中子照射器I型堆的燃耗进行了计算和分析。
为了准确地计算反应堆的裂变产物中毒和燃耗问题，开发了一套蒙特卡罗方法程序系统。利用通用的燃耗计算方法，基于MCNP和ORIGEN2，编写了相关的数据转换、截面修正、数据接口程序，实现了MCNP和ORIGEN2程序的耦合。采用堆芯精细结构划分，对医院中子照射器I型堆裂变产物中毒和燃耗进行了计算分析。
硼中子俘获治疗(BNCT)蒙特卡罗剂量计算软件系统MCDB (Monte Carlo dosimetry code for brain)已经开发成功。它包括医学前处理、剂量计算和后处理。前处理把CT、MRI图像数据自动转化为剂量计算的输入文件，剂量计算基于蒙特卡罗(MC)方法，后处理是确定照射方向和照射时间。为了提高剂量计算的精度和缩短计算时间，MCDB发展了针对体素模型的快速粒子径迹算法，构造材料矩阵和计数矩阵，程序实现了MPI并行化。通过一个病例，MCDB完成了从CT、MRI提取数据、剂量计算和后处理的全过程。计算取得了与MCNP程序一致的结果，串行计算速度较MCNP提高3倍以上，并行效率可以达到90 %，完全满足临床对计算精度和计算时间的要求。
制备具有良好靶向性及包封率高的硼脂质体,为硼中子俘获治疗方法的研究与应用建立了一个有效的靶向给药途径。采用复乳法及薄膜—超声分散法制备叶酸靶向硼脂质体, 利用高效液相色谱法检测4—羟基苯硼酸4—Hydroxyphenylboronicacid（HBA）脂质体、2—噻吩硼酸2—thiophenylboric acid（TBA）脂质体、4—叔丁基苯硼酸4—tert-Butylphenylboronic Acid（BBA）脂质体的含量及包封率，以包封率为评价指标，采用单因素法优化脂质体的制备处方和工艺条件。筛选出HBA、TBA、BBA最优的色谱条件，分别绘制出标准曲线，结果表明在1~100 μg/mL范围内线性关系良好。HBA、TBA、BBA脂质体在最优制备处方和工艺条件下包封率分别为25.7 %、38.9 %、94.8 %。BBA 脂质体优化后的制备处方和工艺条件如下：胆固醇与磷脂质量比为 1∶1，药脂比为 1∶50，pH值为7.4，按该处方工艺制备的BBA 脂质体包封率在94.8 %。制备叶酸靶向脂质体的优选处方和制备工艺稳定可行，质量控制方法简单、准确, 包封率高。
硼中子俘获疗法是一种可以选择性杀伤肿瘤细胞的放射疗法，其产生的α粒子对临床治疗新诊断和复发的脑胶质母细胞瘤有较好的疗效。发达国家20世纪五六十年代就已进入临床试验，但一直受到硼携带载体和中子源发展的限制。现就其治疗脑胶质母细胞瘤的前景做一综述。
目的：探讨BPA（2,2-双(4-羟基苯基)丙烷，Bisphenol A）浓度和温度对胶质瘤细胞系摄取和析出10B的影响。方法：将C6和U251两种胶质瘤细胞系，及大鼠正常脑胶质细胞培养在含不同浓度BPA（10B浓度分别为20、40、60、80、100 μg/mL）的培养基中24 h后，采用感应耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）法测定细胞内硼的含量；将C6细胞培养在含不同浓度BPA的培养基中培养24 h后，更换为不含10B培养基，在不同温度条件（4、25、37 ℃）下继续培养，并分别于换液后的1、2、3 h，用ICP-AES方法检测细胞内的硼含量。结果：细胞内硼浓度随培养基中BPA浓度的增加而增高，胶质瘤细胞内10B浓度约为正常胶质细胞的2.2倍；温度越高，细胞内硼析出速度越快。结论：BPA对胶质瘤细胞系具有一定亲和力；细胞对10B的析出速率具有温度依赖性。
目的：以14 MeV快中子照射体外培养的U251(人脑胶质瘤) 细胞，研究快中子诱发U251的相关生物效应；方法：快中子照射U251细胞，吸收剂量分别为1、3、5、7 Gy，辐照后检测细胞的存活率、凋亡率、生长曲线以及周期变化等相关指标；结果：随着吸收剂量的增加，细胞存活率下降，凋亡率上升，呈良好的剂量-效应关系。照射后24 h，细胞生长曲线无明显变化；照射后48 h，细胞增殖速度明显变缓；结论：快中子为高LET射线，与相关文献报道的γ射线相比，快中子具有较高的相对生物效应。
硼中子俘获疗法在脑胶质瘤治疗研究中已经取得很大进展，但由于脑胶质瘤的特性以及缺乏与肿瘤高亲和力的掺硼药物，硼中子俘获治疗的效果并不十分理想。此外，难治性垂体腺瘤具有很多与脑胶质瘤相同的特点，硼中子俘获疗法可能具有一定的意义。文章重点介绍硼中子俘获疗法治疗脑胶质瘤的研究现状和治疗难治性垂体腺瘤的可能性。
硼中子俘获疗法（BNCT）目前在国际上已经临床应用于千余例患者,并取得了较好的治疗效果。主要对BNCT的原理、发展历史及国际BNCT临床进展情况作了主要介绍。对脑胶质瘤、恶性黑色素瘤、复发性头颈部肿瘤及转移性肝癌BNCT临床治疗情况及治疗效果作了较详细的讨论。
为验证BNCT医院中子照射器的设计效果，对其辐射场的特性参数如中子能谱、中子通量密度及其空间分布、中子和γ吸收剂量率及其空间分布等进行了测量。针对该照射器的特点，建立了一套由多球谱仪、235U裂变电离室、金箔、组织等效正比计数器和热释光探测器组成的测量系统，利用蒙特卡洛计算方法优化设计探测器的结构，以提高超热能区的分辨率和甄别不同能量成分中子的能力。初步测量结果表明，该照射器的中子通量密度达到了预期设计要求。