در این پایان نامه به شبیه سازی ژنراتور نوترونی خواهیم پرداخت که بر اساس روش همجوشی کاتالیزور میونی و با شار بالای نوترون پر انرژی 14.1mev تحت عنوانµcf-insپیشنهاد شده است. بررسی خود را در این شبیه سازی به دو قسمت عمده برای فراهم کردن شرایط مناسب در تولید نوترون با شار بالا تقسیم می کنیم: یکی کندسازی میون منفی قبل از ورود به چرخه همجوشی در مخلوط d/t و دیگری محاسبه شار نوترون در هدف مخلوط d/t . چرخه همجوشی کاتالیزور میونی را با توجه به معادلات سینماتیک تحلیل و برای حل آن از روش «رانگ-کوتا» مرتبه چهارم استفاده می کنیم. در این پایان نامه به تحلیل شار نوترونی حاصل از این چرخه همجوشی در شرایط بهینه خواهیم پرداخت و در نهایت با استفاده از کد mcnp4c شدت نوترون خروجی را از محفظه سوخت محاسبه می کنیم. محاسبات ما نشان می دهد که در شرایط بهینه ای که ما معرفی کردیم، شدت نوترون های حاصل از ژنراتور µcf-ins از مرتبه 17^10 نوترون بر ثانیه است و از دیگر ژنراتورهای شناخته شده بسیار بیشتر است. علاوه بر آن بهره تولید نوترون بسیار بیشتری نیز به ازای واحد ذره فرودی و به ازای واحد انرژی مصرفی در شتاب-دهنده دارد.

نوترون تراپی با بور یا bnct یک روش نوین در درمان تومورهای مغزی است. در این روش پس از تزریق داروی حامل بور و جذب آن در تومور، منطقه تومور توسط نوترون های با شدت و انرژی مناسب پرتودهی می شود. تخلیه ی انرژی حاصل از واکنش گیر اندازی نوترون توسط بور در ناحیه سلولی باعث نابودی آن می گردد. تاکنون چشمه های نوترونی مختلفی از جمله رآکتورهای هسته ای، انواع شتا ب دهنده ها، رادیوایزوتوپ ها، مولدهای نوترون و .... جهت استفاده در bnct مورد استفاده و یا بررسی قرار گرفته اند. امروزه تحقیقات وسیعی پیرامون ساخت یک چشمه نوترون با قابلیت نصب در بیمارستان در حال انجام می باشد که مهمترین آنها چشمه های فوتونوترون بر پایه شتابدهنده خطی الکترون است. در این نوع چشمه ها نوترون طی دو فرآیند ((e,? و (?,n) تولید می شود. علاوه بر شتابدهنده های خطی، شتابدهنده های لیزری نیز که قادرند ذرات باردار را در فواصل کوتاه تا انرژی های بالا شتاب دهند در زمینه های مختلف مورد توجه قرار گرفته اند. در این پروژه امکان استفاده از شتاب دهنده های لیزری الکترون جهت تولید فوتونوترون برای bnct مورد ارزیابی قرار گرفته است. یک شتابدهنده لیزری نوعی 3×?10?^10 الکترون در ثانیه با انرژی میانگین mev170 تولید می کند. به منظور ارزیابی امکان استفاده از این شتابدهنده درbnct ابتدا هدف مناسب، از نظر جنس و هندسه، برای تولید فوتونوترون طراحی و بهینه سازی گردید. مواد مختلفی از جمله سرب، بیسموت، تانتالیوم و تنگستن با هندسه های استوانه ای، کروی، نیم استوانه ای و نیم کره ای مورد بررسی قرار گرفتند. نوترون های تولید شده دارای طیف انرژی وسیعی می باشند که به طور معمول برای درمان مناسب نیستند و لازم است تا از نظر شدت و انرژی بهینه گردد، به این منظور یک مجموعه ی شکل دهنده ی طیف شامل کندکننده، بازتابنده، موازی کننده و فیلترها طراحی و بهینه سازی گردید. معیار بهینه سازی دستیابی به یک باریکه نوترون فوق حرارتی با کمترین میزان آلودگی به نوترون های حرارتی و سریع و نیز پرتوهای گاما در نظر گرفته شد. طراحی بهینه شامل فلوئنتال با ضخامت cm80 به عنوان کند کننده، سرب با ضخامت cm20 به عنوان بازتابنده و برای کاهش آلودگی های ناشی از نوترون های حرارتی وپرتوهای گاما cm1/0 بیسموت به عنوان فیلتر گاما و cm5/1لیتیوم-6 به عنوان فیلتر نوترون های حرارتی به دست آمد. در این حالت شار نوترون فوق حرارتی از مرتبه ?10?^4 ( n)?(cm^2 s) به دست می آید که با مقدار مورد نیاز برای درمان (?10?^9 ( n)?(cm^2 s)) فاصله ی چشم گیری دارد. نتایج نهایی نشان می دهد که با توجه به تکنولوژی لیزرهای فعلی، این نوع شتاب دهنده ها کارایی لازم برای تولید نوترون با شدت مناسب برای درمان را ندارند ولی می توان از این نوع چشمه ها در مطالعات دزیمتری نوترون و تحقیقات بیولوژیک استفاده نمود. همچنین با استفاده از صفحات شکافت پذیر به عنوان تکثیر کننده نوترون می توان میزان شار نوترون های فوق حرارتی را افزایش داد. کلیه مراحل فرآیند تولید نوترون و همچنین ترابرد نوترون در مجموعه شکل دهنده ی طیف توسط کد مونت کارلوی mcnpx شبیه سازی شد.