利用硼-10与中子发生作用，放出辐射线以杀死肿瘤细胞的同时，却又不严重影响正常组织细胞，是BNCT的基本精神所在。

BNCT的治疗过程可分成两部分：首先是在肿瘤部位聚集稳定的同位素硼-10，再利用热中子（Thermal Neutron，通常是指能量在1 eV以下的中子）照射肿瘤部位。由于热中子与硼-10之间的捕捉机率，远大于热中子与细胞主要组成（碳、氢、氧、氮）之间的捕捉机率。因此，大部分照射在肿瘤部位的热中子皆与硼-10发生反应，并迅速放出高能量的锂-7及α粒子（捕捉反应如图所示）。

由于锂-7及α粒子在组织细胞中的很大移动距离分别只有4 μm和9 μm，此一距离与一个细胞的大小相当，因此，若能控制中子与硼-10的反应发生在肿瘤细胞内，则肿瘤细胞将被硼中子反应所产生的高能量粒子摧毁，距离较远的正常组织细胞所受到的伤害则相对较小。这种利用含硼药物累积于肿瘤细胞，再利用中子引发放射反应的治疗方法，正是结合标靶治疗与放射治疗的优点，达到所谓不伤及无辜的治疗目的。

综合上述可以了解：BNCT治疗的成败主要定于：

(1)肿瘤细胞的硼-10含量是否相对高于正常组织细胞；

(2)是否有足够数量且能量适合的中子抵达肿瘤所在位置。

1子通率大小已能提供合理照射时间所需的强度；另外，快中子与加马射线所造成之辐射剂量，经评估结果显示：每导引一个超热中子所引发之剂量皆小于0.5×10-10 cGy-cm2，完全能够符合上述医疗的基本要求。

利用THOR-BNCT设施进行癌症治疗，其有效治疗深度（Advantage Depth, 简称AD）也是我们关心的议题，为了探讨此一超热中子束进入身体组织后的剂量分布情形，我们假设肿瘤部位B-10的浓度为65ppm、血液中的B-10浓度为18ppm，光子与中子的生物相对效应值（RBE值）分别为1.0和3.2；含硼药物在肿瘤和正常组织的药物生物效应值（CBE值）分别为3.8和1.3，在此一条件下，THOR-BNCT中子束进入身体组织后沿着中心轴的剂量变化如图7所示。由于超热中子束的特性，超热中子在进入身体组织后逐步减速而成为热中子（约在2～2.5公分处形成很大值），随后与B-10反应释出极大的能量，这也是剂量很大值出现在2～2.5公分的原因。

从图中也可以发现，正常组织所受的很大背景剂量来自于快中子剂量、加马剂量、以及正常组织中（血液）B-10与中子反应所造成的剂量总和。若将此一剂量与肿瘤所接受的剂量做一比较，当肿瘤深度达8.5公分以上，肿瘤所接受的剂量将低于正常组织所接受的很大背景剂量，意谓着在确保正常组织辐射安全的情况下，深度太深的肿瘤部位无法获得良好的治疗效果。