原子核(atomic nucleus)位于原子的核心部分，占99.96%以上原子的质量，与它周围围绕的电子组成原子。原子核由质子和中子构成。中子不带电荷，呈电中性，因此不受库仑力的影响。只有当中子碰撞到原子核时才会受到核力的影响。

中子是怎么产生的?

中子是由高能光子与原子核的相互作用，通过光核反应 (γ,n)产生的。

在放射治疗中，直线加速器产生的高能光子与加速器内部的高原子序数材料相互作用，并释放中子。

如果加速器有高能量，例如10X, 10FFF，那各位就多了一个任务：在机房建好后做中子屏蔽测量。

直线加速器中子的产生

直线加速器头部的金属材料主要包括钨(W)，铅(Pb)铁，铜和铝。其中高原子序数的成分，包括加速器的靶，初级准直器，次级准直器，楔形板 (wedge)，均整器和多叶准直光栅是产生中子的主要来源。

中子在机房内的影响

中子离开机头后，它们变得向各向同性 (isotropic)，并且随着它们在房间及迷路内的多次散射而能量降低。

IMRT比非IMRT包含多得多的MU，但在任何给定时间仅一部分射野是开着的，因此，主屏蔽 (primary barrier) 通常保持不变，但机头泄漏 (radiation leakage) 与MU的数量成正比，次级屏蔽 (secondary barrier) 的工作量 (work load) 会增加(work load 是传统的2-5倍)。

中子防护的思路

中子能量高时，以非弹性散射为主，应该先用重元素快速消耗快中子的能量;对于几MeV以上的中子，可用含重核或中重核的材料，通过非弹性碰撞使其能量迅速降低

射线屏蔽门

高能射线屏蔽门必须能够屏蔽伽马射线、低能中子和低能光子。

对于伽马射线和光子，屏蔽材料的原子序数越高，辐射的衰减越大。

1. 高Z材料(通常是铅)的内层。除了衰减入射光子之外，该层还能够减少快速中子的能量，从而使硼化聚乙烯(BPE)层更有效。

2. 硼化聚乙烯(BPE)的中间层 (?12 厘米) 减弱了热中子通量。但是，该层将产生中子俘获伽马射线。硼的衰减截面约为氢的10,000倍!

3. 高Z材料(通常是铅)的外层 (?3厘米) 使BPE中产生的中子俘获伽马射线衰减。

在加速器房间外，哪里是中子的热点?

对于高能量的加速器而言，最有效的屏蔽方法就是用迷路。

在机房外，通常最热的点就在屏蔽门的表面。通常这个读数为0.1 -0.2 mrem/h (1 rem = 0.01 Sv)

如果屏蔽的混凝土屏障能挡住光子，那么它足够削弱加速器产生的中子(混凝土中氢含量高，可以减慢和俘获中子)。

屏蔽门，管道系统和其他非混凝土屏障需要对中子屏蔽进行额外的设计和分析。在其他位置，中子剂量率通常低很多。