熱蛍光線量計を用いた粒子線がん治療線量分布測定におけるフラグメント粒子の影響評価

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25390129
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Kinki University
• Principal Investigator: 若林 源一郎 近畿大学, 原子力研究所, 講師 (90311852)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 組織等価ファントム熱ルミネセンス線量計 / 重粒子線 / フラグメント粒子

Research Abstract

平成25年度は、実験体系のシミュレーション計算と検出器システムの整備及びテストを行った。シミュレーション計算にはPHITSコードを用いた。シミュレーションは、放射線医学総合研究所の医療用重粒子線加速器HIMACからの炭素ビーム（290 MeV/u）を標的（タフウォーターファントム及び組織等価ファントム熱ルミネセンス線量計）に入射し、核反応によって生成するフラグメント粒子の標的内及び検出器設置位置におけるフルエンスを計算した。また標的内における吸収線量分布と各フラグメント粒子の吸収線量への寄与も計算した。計算の結果、炭素ビームのブラッグピーク付近におけるフルエンスの約50％を水素、約30％をヘリウムが占め、水素とヘリウムがフラグメント粒子の主成分であることを確認した。さらに同様の計算を水ファントムに対しても行い、組織等価ファントム熱ルミネセンス線量計を標的とした場合と比較した。
次にシミュレーション計算の結果を用いて、実験体系の検討を行った。水素・ヘリウム等の軽フラグメント粒子が主成分であることから、カウンターテレスコープと飛行時間（TOF）法を組み合わせた検出器システムを試みることとした。カウンターテレスコープの部分は、プラスチックシンチレータと無機シンチレータを組み合わせたものとし、PHITSコードを用いて検出器応答のシミュレーション計算を行った。また、標準線源を用いて各検出器のテストを行った。

Current Status of Research Progress

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

Reason

平成25年度は、次年度以降に実施する予定のビーム照射実験に向けての準備として実験体系のシミュレーション計算と検出器システムの整備・テストを行った。検出器システムの最適化は次年度以降も引き続き行うが、研究計画全体に大きな影響はない。

Strategy for Future Research Activity

平成26年度は、前年度に得られたシミュレーション計算及び検出器テストの結果をもとにして、必要に応じて検出器システムの最適化を行う。また、適当な時期に放射線医学総合研究所の医療用重粒子線加速器HIMACのマシンタイムを申請し、重粒子線を用いた検出器システムのテスト実験及び組織等価ファントム熱ルミネセンス線量計を用いた照射実験を行い、フラグメント粒子の測定を目指す。マシンタイムの取得状況によっては、一部の実験を次年度に行うこともありうる。