W Narodowym Centrum Badań Jądrowych uruchamiana jest nowa infrastruktura umożliwiająca napromienianie wiązką neutronów termicznych w reaktorze badawczym MARIA. To ważny krok w kierunku rozwoju innowacyjnej metody leczenia nowotworów – terapii borowo-neutronowej, która pozwala niszczyć komórki nowotworowe w sposób bardziej precyzyjny, chroniąc przy tym komórki zdrowe. 

Rozwiązanie zaprezentowano w Applied Radiation and Isotopes, Volume 222, 2025, 111876, ISSN 0969-8043, https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2025.111876; (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0969804325002210)

Nowe możliwości dla medycyny i nauki

Stanowisko napromieniań neutronowych uruchamiane w ramach Laboratorium Neutronowego H2 umożliwi prowadzenie badań nad wykorzystaniem neutronów w medycynie, fizyce materiałowej oraz biologii. Najważniejszym celem jest jednak rozwój terapii borowo-neutronowej (ang. Boron Neutron Capture Therapy, BNCT), uznawanej za jedną z najbardziej obiecujących metod leczenia trudnych i opornych nowotworów.

W terapii tej pacjent otrzymuje związek zawierający bor, który gromadzi się w komórkach guza. Następnie na zmienione chorobowo miejsce kierowana jest wiązka neutronów. W wyniku reakcji wychwytu neutronu przez jądro stabilnego boru-10, a następnie rozpadu powstałego jądra na wysokoenergetyczną cząstkę alfa oraz jądro litu-7, dochodzi do zniszczenia komórek nowotworowych przy minimalnym uszkodzeniu otaczających tkanek.

Precyzyjna wiązka i bezpieczeństwo

Instalacja została zaprojektowana tak, aby umożliwić uzyskanie wiązki neutronów o różnych zakresach energii oraz zapewnić bezpieczny dostęp do stanowiska badawczego w czasie pracy reaktora. Urządzenie przechodzi obecnie fazę uruchomienia i testów, które poprzedzą właściwe eksperymenty badawcze.

Nowe stanowisko będzie wykorzystywane także do badań nad wpływem promieniowania na materiały, testów biologicznych czy opracowywania metod pomiaru dawki promieniowania.

Krok w stronę terapii przyszłości

– Uruchomienie tej instalacji otwiera drogę do prowadzenia w Polsce zaawansowanych badań nad terapią BNCT. To realna szansa na rozwój skuteczniejszych metod leczenia nowotworów oraz wzmocnienie krajowego zaplecza badawczego w obszarze fizyki medycznej – mówi kierownik projektu dr inż. Michał Gryziński. – Zespół H2 właśnie zakończył realizację drugiego etapu wyprowadzenia wiązki neutronowej, tj. montaż rewolwerowego zamykacza wiązki. Wyprowadzona wiązka neutronów termicznych umożliwi badania radiobiologiczne i przedkliniczne w kierunku terapii przeciwnowotworowej mózgu. Terapia ta pozwala na leczenie nowotworów dotychczas nieuleczalnych. Prowadzone na stanowisku badania umożliwią rozwój terapii na całym świecie i wprowadzenia jej do Polski. Było to trudne przedsięwzięcie technologiczne, ponieważ prace odbywały się na poziomie rdzenia reaktora, w niedużej od niego odległości. Mamy także nadzieję, że uda się zrealizować trzeci, ostatni etap – będzie to zwiększenie intensywności wiązki poprzez instalację konwertera neutronów w rdzeniu reaktora – dodaje.

Nowa infrastruktura w reaktorze MARIA wzmacnia pozycję Polski w międzynarodowych badaniach nad zastosowaniem neutronów w medycynie i może w przyszłości przełożyć się na dostęp pacjentów do bardziej precyzyjnych terapii onkologicznych.

Autorzy

Zespół autorski tworzą przede wszystkim badacze z Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Otwocku: Edyta Michaś-Majewska, Katarzyna Tymińska, Maciej Maciak, Michał Kuć, Maciej Wiliński, Jarosław Grzyb, Aleksandr Bancer, Elżbieta Jaworska, Monika Kopińska, Martyna Celejowska, Martyna Araszkiewicz, Agnieszka Dróżdż, Szymon Domański, Marcin Pietrzak, Grzegorz Wojtania, Gabriel Raj, Piotr Mazerewicz, Adam Małkiewicz, Łukasz Murawski, Antoni Zawadka, Andrzej Bigos, Piotr Wiszniewski, Aleksandra Niepokólczycka-Fenik, Janusz Wilczek, Krystian Grodzicki, Natalia Knake, Monika Wielgosz, Gaweł Madejowski, Rafał Prokopowicz, Agnieszka Celińska, Ireneusz Owsianko, Jan Lechniak oraz Michał A. Gryziński. W prace zaangażowani są także przedstawiciele innych ośrodków naukowych: Politechniki Warszawskiej – Instytutu Mikroelektroniki i Optoelektroniki (Krystian Król), Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytutu Tele- i Radiotechnicznego w Warszawie (Łukasz Krzemiński) oraz Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie (Kamila Maliszewska-Olejniczak).