中性子照射場での生体組織に対する吸収線量評価手法の改善に関する基礎研究

中子辐照场生物组织吸收剂量评价方法改进的基础研究

• 批准号: 12780384
• 负责人: 櫻井 良憲
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12780384/
• 关键词: 中性子吸収線量評価; 双子型検出器; 真組織; 比例計数管; 電離箱

本研究は、電離箱あるいは比例計数管をもとに、組織等価(tissue equivalent)ならぬ真組織(real tissue)に対する中性子吸収線量評価のための手法の改善検討、および、その有効性と拡張性の確認を目的としている。具体的には、電離箱あるいは比例計数管の内部に生体組織サンプルを適量置き、これに中性子照射を行い、サンプルから発生する荷電粒子による電離量を測定することにより吸収線量評価を行う。初年度は、京都大学研究用原子炉(KUR)重水中性子照射設備の熱、熱外、混合の各中性子照射場において、市販の組織等価プラスチック、黒鉛およびマグネシウムの3種類の壁材の電離箱に対して中性子およびγ線に対する応答特性の確認を行った。その結果、中性子に対する感度がもっとも低いマグネシウム電離箱を本研究に用いるための検出器として選定し、電離箱内部にサンプルを入れるための小改造を施した。本年度は、上記の小改造マグネシウム電離箱に生体サンプルあるいは生体等価サンプルを入れ、真組織電離箱あるいは真組織比例計数管としての特性確認を行った。5×10^7cm^<-2>s^<-1>程度の高速中性子束に対して、0.1cc程度のサンプル量で、サンプルを入れない場合に対して電離電流量あるいはスペクトルに優位な差が出るととが確認された。熱中性子に対する感度はやや悪く、同様の優位差を得るためには、2×10^9cm^<-2>s^<-1>程度の熱中性子束に対して、窒素の含有量の多い(3.5%程度)組織等価プラスチックサンプルでも0.2cc程度のサンプル量が必要であった。なお、スペクトル評価を行う上では、本設備におけるデータ蓄積時間は半日〜1日程度は必要であることも判明した。今後は、真組織に対する吸収線量評価手法を確立するために、引き続き、基礎データの蓄積を継続するとともに、スペクトル解析プログラム等の作成も行っていく予定である。

本研究旨在改进基于电离室或正比计数器评估真实组织（非组织当量）中子吸收剂量的方法，并提高其有效性和可扩展性进行验证。具体而言，将适量的生物组织样品放入电离室或正比计数管内，对样品进行中子照射，通过测量样品产生的带电粒子的电离量来进行吸收剂量评价。第一年，京都大学研究堆（KUR）重水核子的热中子、超热中子和混合中子辐照场使用了具有三种壁材料的电离室：市售的组织等效塑料、石墨和镁。​​确认了对中子和γ射线的响应特性。因此，选择对中子敏感度最低的镁电离室作为本研究的探测器，并进行了小的修改以容纳室中的样品。今年，我们将生物样本或生物等效样本放入上述稍作修改的镁电离室中，并确认其作为真正的组织电离室或真正的组织正比计数器的特性。对于约5×10^7cm^<-2>s^<-1>的快中子通量，样品量约0.1cc，与无样品时相比，电离电流或能谱的量有显着差异。已确认添加样品。对热中子的灵敏度有些差，为了获得相同的有利差异，需要高氮含量（即使对于组织相当的塑料样品（约3.5%），也需要约0.2cc的样品量。还发现该设备中的数据积累时间约为半天至一天，以便进行频谱评估。未来，我们计划继续积累基础数据、创建光谱分析程序等，以建立真实组织的吸收剂量评估方法。