2020 Fiscal Year Annual Research Report
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
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17H03522
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
魚住 裕介 九州大学, 工学研究院, 准教授 (00232801)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 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 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
炭素線がん治療では、高エネルギーのイオンビームを使用するが、体内で原子核反応を起こすため、高エネルギー二次粒子による晩発影響を評価する方法の開発が急務となっている。正常組織が受ける被ばく量を計算するには二次粒子の生成量や放出角度を与える二重微分断面積が必要となるが、現在は測定データが全く不足しており、また理論的に予測するための反応模型は予測精度が著しく低い状況となっている。本研究では、炭素イオン等による原子核反応の理論模型の確立を目的として、炭素線がん治療において典型的な原子核反応の二重微分断面積を測定すると共に、申請者らが世界で初めて成功したα粒子原子核反応模型を改良・発展させる。実験の際には、ターゲットは人体構成元素に限らず幅広く選択し、ビームエネルギーも広い範囲で選ぶ。また、放出粒子は陽子から炭素イオンまでの範囲で可能な限り全ての放出粒子を全エネルギー範囲で測定して、反応機構を明らかにして信頼性の高い核反応模型を確立する。開発した核反応模型は粒子輸送コードに搭載して、高精度の線量計算を可能にする。本課題では以上を背景として、実験と理論の両面から研究を行った。
実験研究では、高エネルギー軽イオン検出器、高エネルギー重イオン検出器および散乱槽・周辺機器を開発・整備を完了させ、放射線医学総合研究所HIMACにおける実験が可能となった。研究機関内にはエネルギー100MeV/uと180MeV/uの炭素イオンビームを用いた実験を行い、標的（炭素、アルミニウム、コバルト）に照射し、二次粒子として陽子からCイオンまでの荷電粒子を検出して、各粒子に対する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、ブレークアップ反応および後方放出など核反応機構に関する理解を深め、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。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Charged Particle Emission Reactions by 100-MeV/u 12C Ions2020
Author(s)
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
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Journal Title
Proceedings of the 2019 Symposium on Nuclear Data
Volume: 1
Pages: 137, 142
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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