2022 Fiscal Year Final Research Report

Development of Real-Time Neutron Monitor to Measure Neutron Beam at Accelerator-Based Boron Neutron Capture Therapy System in Hospitals

Research Project

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Project/Area Number	19H03611
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research Institution	防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)
Principal Investigator	Takada Masashi 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 教授 (50291109)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	遠藤暁広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (90243609) 梶本剛広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (70633759) 田中浩基京都大学, 複合原子力科学研究所, 教授 (70391274) 中村哲志国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院, 医学物理専門職 (20638374) 松本哲郎国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (70415793) 増田明彦国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (70549899)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	中性子 / シリコンダイオード / リアルタイム / ガンマ線 / がん治療 / ビームモニタリング / ホウ素中性子捕捉療法
Outline of Final Research Achievements	Boron neutron capture therapy is performed by injecting boron agents in a patient and irradiating them with a high-fluence-rate neutron beam produced by the charged particle accelerator. Although the neutron beam is monitored with the proton beam current into the neutron target, the neutron beam should be monitored directly and in a real time. We developed the novel neutron monitoring technique using the neutron detector, which consists of the thin Si pin diode and the ultra thin LiF neutron converter. The response functions for a thermal neutron were evaluated based on the experiments and Monte Carlo simulation with a high accuracy. The simulation reproduced within 3% the experimental results. The neutron beam monitor were operated for a long time and provided the neutron intensity within 5% uncertainties. The BNCT would be performed monitoring the neutron beam intensities in a real time with the neutron monitoring technique.
Free Research Field	放射線計測
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	ホウ素中性子捕捉療法を実施している放射線治療施設は照射中の中性子ビーム強度をリアルタイムに計測できることを望んでいるが、測定の困難さから実現できていない。現在、加速粒子線ビームの電流計測による間接的なモニタリングや金放射化法を用いたオフライン手法により照射中性子量を推定している。本研究で開発した中性子モニタリング手法は、直接的かつリアルタイムに中性子ビーム強度変動の計測を高精度に実現できる。本手法を病院設置型ホウ素中性子捕捉療法の治療施設に導入することで、患者への照射中性子ビーム強度をモニタリングしながらホウ素中性子捕捉療法を実施できるようになり、放射線がん治療の信頼性向上に貢献できる。