La nIORT® viene somministrata con un dispositivo medico composto essenzialmente da un CNG (Compact Neutron Generator) e un BSA (Beam Shaping Assembly), che scherma e (parzialmente) collima i neutroni verso una finestra di uscita circolare per l'irradiazione. Il CNG è un acceleratore di deuteroni compatto di ioni di luce che sfrutta le reazioni di fusione DD (Deuterio-Deuterio) per generare neutroni veloci (2,45 MeV di energia) in un bersaglio di Titanio (Ti) ad alta tensione elettrica CC (generatore di potenza 100 kV-10 mA ). L'attuale tecnologia, ad oggi, è pronta per lo sviluppo industriale e medico di questo tipo di CNG, avendo alcune specifiche caratteristiche vantaggiose quali: fornire un flusso di neutroni elevato e quasi monoenergetico; avere standard elevati/di sicurezza; non produce rifiuti di alto livello; può essere reso compatto, mobile e leggero con costi comparabilmente inferiori rispetto ad altri dispositivi con tecnologie mobili IOERT. Il progetto del sistema CNG-BSA è stato analizzato da uno studio dettagliato con il codice MCNP in cui è stato modellato l'intero sistema CNG-BSA: il dispositivo occupa il volume di un cilindro con un diametro esterno di 30 cm e una lunghezza di circa 40 cm (per un peso totale inferiore a 100kg). Le ridotte dimensioni ed il peso consentono la movimentazione del CNG-BSA da parte di un braccio robotico e il suo utilizzo in una sala operatoria dedicata a IORT. Lavorando a una potenza di 100 kV-10 mA, il CNG fornisce una resa di neutroni al Ti Target di 3,3 10⁹ [s^-1]. Con la possibilità di regolare il diametro della finestra di uscita nell'intervallo 1 ÷ 6 cm, le prestazioni di irraggiamento CNG-BSA (dovute a neutroni e fotoni secondari creati dalle interazioni dei neutroni con le pareti del BSA e con il tessuto del letto tumorale di fronte alla finestra di irraggiamento) possono essere così riassunte:

• un flusso di neutroni alla finestra di irraggiamento di 1,01 ÷ 0,51 10⁸ [cm^-2 s^-1];
• un flusso massimo di neutroni nel tessuto del letto tumorale di 9,1 ÷ 7,3 10⁷ [cm^-2 s^-1];
• un flusso massimo di fotoni nel tessuto del letto tumorale di 4,9 ÷ 4,8 10⁶ [cm^-2 s^-1];
• una dose massima equivalente (o biologica) nel tessuto del letto tumorale di 2,36 ÷ 2,10 [Sv min ^-1].

I profili di dose equivalente ottenuti con diversi diametri della finestra differiscono principalmente nei tessuti superficiali: i valori di picco sono superiori a 2 Sv / min per tutti i diametri nell'intervallo 1 ÷ 6 cm e diminuiscono di un fattore ≅ 4 a 3 cm profondità, che dovrebbe preservare gli organi più vicini dalle radiazioni nocive. Concentrandosi sui tessuti superficiali (cioè; letto tumorale della ferita aperta), le dosi massime vengono erogate al centro della finestra e diminuiscono spostandosi verso i bordi della finestra.

Il CNG-BSA è in grado di operare in (almeno) 3 regimi con diversi target di dose:

• Il Boost nIORT® con gli endpoint clinici di circa 10 Sv ;
• Il Radical nIORT® con l'end-point clinico di 20 Sv come dose di picco nel letto tumorale;
• Il Ultra radical nIORT® con l'end-point clinico di 20 Sv come dose media nel letto tumorale sull'intera area della finestra di irradiazione.

L'alto flusso e l'elevata Efficacia Biologica Relativa (RBE) dei neutroni (16 nel CNG-BSA, contro 1 per i raggi X e gli elettroni) permette di erogare le applicazioni Boost, Radical e Ultra-Radical nIORT® in un trattamento molto limitato con tempi di ∼ 5 ÷ 20 minuti, a seconda dell'end-point clinico e del diametro della finestra scelto. C'è anche un consenso generale sul fatto che l'elevata RBE dei neutroni induca effetti "bystander", "abscopal" e ostacoli le transizioni epiteliali-mesenchimali (EMT).