2006 Fiscal Year Annual Research Report
治療用重粒子による水の放射線分解の評価とビームの可視化技術の開発
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16310036
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
勝村 庸介 東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (70111466)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
工藤 久明 東京大学, 大学院工学系研究科, 助教授 (00334318)
室屋 裕佐 東京大学, 大学院工学系研究科, 助手 (40334320)
村上 健 (独)放射線医学総合研究所, 重粒子医科学センター, ビーム利用調整室長(主任研究官) (20166250)
前川 康成 日本原子力研究開発機構, 高崎量子応用研究所・環境・産業応用研究開発ユニット, 副主任研究員 (30354939)
時田 澄男 埼玉大学, 工学部, 教授 (20008866)
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| Keywords | 重粒子 / 水の放射線分解 / LET効果 / モンテカルロ計算 / 生物学的効果比(RBE) / 捕捉能 / 蛍光分析 |
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| Research Abstract |
本研究では、重粒子の物理・化学作用の実験測定と理論計算による検討とともに、ビーム可視化新技術の開発を目的としている。前者については放射線医学総合研究所のHIMAC施設から得られるGeV級重粒子、He 150MeV/u、C 290MeV/u、Ne 400MeV/u、Si 490MeV/u、Ar 500MeV/u、Fe 500MeV/uの入射エネルギーでの水分解のG値測定を行った。今年度は、C 135MeV/uとC 400 MeV/uを新たに加え、同じ重粒子ビームでLETを変えての実験を進めた。これらのビームを使用し、水和電子、OHラジカル、H_2O_2の生成G値を決定した。2mm長のセルとフィルターを用いてさらに高いLETでの水分解実験を進め、ブラックピークの裾のLETの増大している部分での測定を行った。ここで用いている可視化技術が精度の高い照射を実現した。
理論的な計算としてモンテカルロ法についてはカナダのシャーブルック大学のグループとの共同研究を実施した。メチルビオローゲン、ギ酸系のデータを計算でほぼ再現することができ、用いているモンテカルロ計算は信頼性高いことが示された。この計算結果を詳細に検討した結果、従来の捕捉剤濃度を増大することにより短時間の収量を決定する手法には限界があることを明らかにした。また、捕捉反応の時間が反応種の拡散量に対応することを基にして、生体内のDNA損傷を模擬することが可能となり、これを用いて放射線生物学で知られているRBE(生物学的効果比)を半定量的に説明できることを示した。
微量分析である蛍光測定を導入し、クマリンとクマリン誘導体から生成するOH付加物の生成量を評価することによりトラック構造の知見が得られる可能性があることを確認するための実験を開始した。この手法を駆使すれば従来知られていなかった重粒子放射線分解の新しい側面を知ることができる可能性が大きいことを示した。
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