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炭素線がん治療二次被ばく計算の高度化に向けた核反応模型の総合的研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H03522
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 原子力学
研究機関九州大学

研究代表者

魚住 裕介  九州大学, 工学研究院, 准教授 (00232801)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワード炭素線がん治療 / 原子核反応 / 二重微分断面積 / 原子核反応模型 / 重粒子治療 / 核反応断面積 / 核反応模型 / 重粒子線治療 / アルファ粒子 / 陽子 / 二次粒子 / 炭素イオン / 原子核反応断面積 / 粒子輸送計算
研究成果の概要

炭素線がん治療では、炭素イオンが体内で原子核反応を起こすため、二次粒子による晩発影響が懸念されている。正常組織が受ける二次被ばく量を計算するには原子核反応二重微分断面積測定と、反応理論模型の確立が必要である。
本研究では軽イオン検出器、重イオン検出器および散乱槽・周辺機器を開発・整備を行い、放射線医学総合研究所HIMACにおける実験を可能とした。エネルギー100MeV/uと180MeV/uの炭素イオンビームを用いた実験を行い、二重微分断面積データを得た。
理論研究では、取得した実験データを用いて核反応モデルの構築と検証を行い、理論計算による実験データ再現性を高めることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の結果、炭素イオンによる多様な荷電粒子生成に関する原子核反応二重微分断面積データを測定する環境が整備されて、生体構成元素に対する二重微分断面積データを測定することが出来た。学術的には、新しいデータが得られ、その分析から未解決の問題が発見できたと期待される。理論的分析により炭素イオン反応に関する知見が深まり、高精度計算のための原子核反応模型の検討が大きく進展した。社会的には、大きな期待が持たれる小児がんの重粒子線がん治療において晩発効果の評価に要する低線量被ばく量を推定するための知見など基盤形成に向けてデータが整えられており、大きな意義がある。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Joint Institute for Nuclear Research(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Joint Institute for Nuclear Research(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Charged Particle Emission Reactions by 100-MeV/u 12C Ions2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuhito Yoshida, Yuji Yamaguchi, Ryota Imamura, Tatsuki Kakebayashi, Mizuki Yamada, Yuki Fukuda, Tomoe Katayama, Toshiya Sanami, Yosuke Iwamoto, Naruhiro Matsufuji, Yusuke Koba, Zviadi Tsamalaidze, Petr Evtoukhovitch, Yusuke Uozumi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2019 Symposium on Nuclear Data

      巻: 1 ページ: 137-142

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 重イオン治療に伴うフラグメント生成反応断面積の測定2018

    • 著者名/発表者名
      魚住裕介, 山口雄司, 藤井基晴, 吉田和人, 今村亮太, 福田雄基, 渡邊岳, 松藤成弘, 古場裕介, 岩元洋介
    • 雑誌名

      バイオメディカル・ファジィ・システム学会誌

      巻: 20 ページ: 9-14

    • NAID

      130007998335

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An intranuclear cascade model for inelastic scattering and breakup reactions involving deuterons and alpha particles2018

    • 著者名/発表者名
      Monira Jannatul Kobra, Gaku Watanabe, Yuji Yamaguchi, Yusuke Uozumi, Masahiro Nakano
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology

      巻: 55 号: 2 ページ: 209-216

    • DOI

      10.1080/00223131.2017.1389313

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 重粒子線がん治療に関する炭素イオン反応二重微分断面積の測定2020

    • 著者名/発表者名
      掛林達樹, 魚住 裕介
    • 学会等名
      バイオメディカル・ファジィ・システム学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 100MeV/u 12Cビーム入射荷電粒子生成反応の研究2019

    • 著者名/発表者名
      吉田 和人、藤井 基晴、山口 雄司、佐波 俊哉、松藤 成弘、古場 裕介、岩元 洋介、魚住 裕介
    • 学会等名
      原子力学会2019年秋の大会, 2019.09
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Charged particle emission reactions induced by 100-MeV/u 12C ions2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuhito YOSHIDA, Yuji YAMAGUCHI, Ryota IMAMURA, Tatsuki KAKEBAYASHI, Mizuki YAMADA, Yuki FUKUDA, Tomoe KATAYAMA, Toshiya SANAMI, Yosuke IWAMOTO, Naruhiro MATSUFUJI, Yusuke KOBA, Zviadi TSAMALAIDZE, Petr EVTOUKHOVITCH, Yusuke UOZUMI
    • 学会等名
      2019 Symposium on Nuclear Data
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 数百 MeV/u α粒子入射における分解反応の研究(2)2018

    • 著者名/発表者名
      吉田和人,山口雄司,藤井基晴,佐波俊哉,松藤成弘,古場裕介,魚住裕介
    • 学会等名
      原子力学会2018年秋の大会(岡山大学)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 数百MeV/u α粒子入射における分解反応の研究2018

    • 著者名/発表者名
      山口 雄司、荒木 優佑、藤井 基晴、渡邉 岳、佐波 俊哉、松藤 成弘、古場 裕介、岩元 洋介、魚住 裕介
    • 学会等名
      日本原子力学会 2018年春の年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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