| 研究課題/領域番号 |
20K05378
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分31010:原子力工学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
平賀 富士夫 北海道大学, 工学研究院, 助教 (00228777)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2021年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | ホウ素中性子捕捉療法 / 加速器中性子源 / 電子線形加速器 / 光中性子 / ビーム成形装置 / 腫瘍組織と正常組織のRBE線量率 / 中性子ビームの照射時間 / 制動放射Ｘ線 / 放射化 / 誘導放射能の光子線量率 / 光中性子源 / 中性子測定 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ホウ素中性子捕捉療法（BNCT）とは、ホウ素化合物を投与して腫瘍組織にホウ素の同位体の10Bを集積させ、そこへ中性子ビームを照射して10Bの中性子捕獲反応により生じるα粒子とLi原子核を用いて、腫瘍組織を選択的に破壊する治療法です。BNCTは頭頚部癌や皮膚癌などの浅部癌の治療に特に効果があり、それを行うためのビーム成形装置の普及が要望されています。本研究では、小型の模擬のビーム成形装置について粒子輸送のモンテカルロシミュレーション計算と中性子測定実験を実施し、小型の電子線形加速器を利用する高い治療性能を有するビーム成形装置が可能なのかを検証します。
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| 研究成果の概要 |
33-MeVの電子の15-kWのビームを生成するLINACにより駆動されるタングステンの中性子源を用いる小型のビーム成形装置（BSA）を設計し試作した。新規ホウ素薬剤の利用によりもたらされる腫瘍組織と正常組織の65ppmと0.65ppmの10B濃度を仮定し、BSAのビームを照射されるファントム内のRBE線量率をシミュレーションにより計算した。正常組織の線量の最大を10Gyに制限する場合、ファントム内の治療効果の生じる深さ（AD）は8.7-cm、BSAのビームの照射時間（IT）は2361秒と評価された。北大電子LINACの電子ビームを用いた中性子測定実験により、この評価結果の妥当性が検証された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
33-MeVの電子の15-kWのビームを生成するLINACは加速におけるビームロスが少なく、エネルギー効率が高い。そのため、高周波発生装置や電源装置を含めて加速器の建設や運転に関わるコストが低くなると考えられ、医療施設に導入するうえで大きな利点になると考えられる。本研究により、33-MeVの電子の15kWのビームにより駆動されるビーム成形装置を用い、新規ホウ素薬剤を利用する場合、ビームは許容できる照射時間のうちに大脳の中心付近に位置する腫瘍に治療効果のある線量を処方できることが分かった。加速器に基づくホウ素中性子捕捉療法の利用を促進するための、新たな有効な手段を示すことができたと考えられる。
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