BNCT的原理是先将携带10B(一种稳定无放射性的天然同位素)的靶向分子药物注射到人体,靶向药物的选择性使10B高特异性地集聚在肿瘤组织内,再通过具有指向性的低能量超热中子束对肿瘤部位进行外照射,照射后肿瘤组织内10B被激活、并发生硼中子俘获作用放出α粒子和7Li粒子两个射程仅约10微米(约一个癌细胞大小)、高能量线密度(liner energy transfer, LET)的重离子,使肿瘤细胞DNA双股螺旋断键,致使肿瘤细胞不可修复而彻底死亡,从而实现在细胞水平定点击杀癌细胞而不损伤正常组织。
目前,日本、中国、芬兰、意大利、美国、英国、阿根廷、以色列、俄罗斯等国都在积极推进加速器硼中子治疗(Accelerated based BNCT, 简称 AB-BNCT)装置的研究与建设。日本的BNCT研究一直处于国际先列,日本政府将BNCT列为国家战略给予重点支持。目前日本国内已建成5座AB-BNCT设施,并正新建/规划另外8座新设施。