Development of Quantitative Analysis Method of B-10 for BNCT Pharmacokinetic Evaluation by Use of Compact and Extremely Compact Neutron Sources

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H02810
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 増田 開 京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (80303907)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: ホウ素中性子捕捉療法 / 元素定量分析 / 小型中性子源 / 中性子即発ガンマ線分析 / 張力準安定流体検出器

Outline of Annual Research Achievements

『簡易PGA法』：中性子捕獲反応の放出ガンマ線を検出することでB-10を定量する。小型中性子源での定量分析を可能とするために、中性子源・試料・検出器を近づけて信号計数率を確保する。引き換えに、検出器への中性子照射を許容し、これによるバックグランド・ガンマ線の発生を遮蔽材等の配置により最小化する。
『中性子誘起α線検出法』：試料をTMFDの検出媒体（液体）に混入して中性子を照射し、中性子捕獲反応で放出されるα粒子を検出することでB-10を定量する。TMFDは、検出媒体への印加張力で決まる閾エネルギーを超えるα線や中性子のみに感度を有する。比較的低い2.45 MeV単色中性子を発生するDD核融合中性子源を用い、理想的には閾エネルギー以下の中性子のみを照射してB-10の放出するα粒子を高S/N比で検出する。
本年度は以下の3項目を実施した。なお、以下の(1)(2)・・・などの記号は、応募時の研究計画・方法に記載の実施項目区分を示す。なお、当初計画では 項目(1)(2)(3)を実施する予定であったが、項目(2)の結果を受けて計画を変更し、項目(3)に代えて項目(6)を前倒しして実施した。
(1) 『簡易PGA法』の予備実験結果の分析と遮蔽物・検出器配置の検討　中性子輸送計算コードを用い、準備実験の体系で数値計算を行って実験と比較して考察し、遮蔽材等配置の設計・解析に用いる計算モデル・方法を検討、次年度の実験における遮蔽物・検出器配置を決定した。
(2) 『中性子誘起α線検出法』のためのTMFDのα線検出特性の評価　ホウ素化合物をTMFDの検出媒体に混入して熱中性子ビームを照射し、α粒子の計数率のTMFD印加張力への依存性を取得した。
(6) 『中性子誘起放出α線検出法』に基づく実用分析システムの初期設計：中性子輸送数値解析により減速材配置を検討し、この初期設計配置の実験体系を構築した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

条件設定のためにα線検出特性の評価（実施項目(2)）を行った結果、当初予定していたものより低エネルギーにまで照射中性子を減速して照射しなければ、目的とするS/N比を示す原理実証実験（実施項目(3)）ができないことが判明した。このため、このような場合の対応として当初より計画していた通り、次年度に予定していた数値シミュレーションによる減速材配置の検討（実施項目(6)）を前倒しして実施することとした。
年次計画は変更することとなったが、変更は当初予想していた範囲内の実施順序の入れ替えであり、全体計画としては遅れていない。

Strategy for Future Research Activity

前述の通り一部項目について実施する順序を変更したが、このことを除き当初計画道理に研究を進める。