医療用重粒子線によるフラグメント生成反応の系統的な実験データ收集と反応機構の研究

医用重离子束碎片生成反应实验数据系统收集及反应机理研究

基本信息

批准号：
17760682
负责人：
若林源一郎
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、高エネルギーの重粒子線を利用したがん治療に大きな期待が寄せられている。重粒子線によるがん治療を適正かつ効果的に行うためには、人体を構成する原子核と重粒子との相互作用について高精度なシミュレーション計算を行う必要があるが、計算の基礎となるフラグメント生成反応についての実験データ、特に生成フラグメントの放出角度に関する情報がなく、計算の中で最も不確かな部分となっている。そこで本研究では、高分解能の二次元位置検出器を中心とした検出器システム開発し、主要な重粒子入射反応における生成フラグメントの放出角度に関する実験データを系統的に測定、整備することを目的として研究を行った。最終年度となる本年度は、重粒子入射軽フラグメント生成反応に関する二重微分断面積の測定実験を実施した。検出器システムでは、昨年までの経験をもとに今年度新たに多芯線型比例計数管(MWPC)を製作して位置測定精度を向上させたほか、従来の積層型GSO(Ce)スペクトロメータを使用した。実験では、放射線医学総合研究所の重粒子線加速器施設HIMACからの炭素ビーム(290MeV/u)を炭素(グラファイト)及び鉛標的に入射させ、核反応によって生じる陽子の測定を行った。その際、入射炭素ビームが完全にストップする厚い標的と薄い標的の2種類の標的を用いた。その結果、ゼロ度近傍における陽子生成反応の二重微分断面積とともに厚い標的からの陽子生成量を実験的に評価することができた。

近年来，使用高能量重离子束对癌症治疗的期望很高。为了使用重离子束正确有效地进行癌症治疗，高度准确的模拟计算对于构成人体和重颗粒的原子核之间的相互作用是必要的，但是没有关于计算的碎片产生反应的实验数据，这是计算的基础，尤其是生成的碎片的释放角度，使得该计算最不确定。因此，在这项研究中，我们开发了一个关注高分辨率二维位置检测器的探测器系统，并进行了研究，目的是系统地测量和准备有关主要重粒子入射反应中生成片段的释放角度的实验数据。今年是最后一年，我们进行了一个实验，以测量重粒子入射光片段产生反应的双差分横截面区域。借助检测器系统，我们根据今年的经验创建了一个新的多核线性比例计数器（MWPC），以提高位置测量准确性，并且我们使用了常规的层压GSO（CE）光谱仪。在实验中，放射学研究所的重离子加速器设施HISAC的碳梁（290 MEV/U）被入射在碳（石墨）和铅靶标上，并测量了由核反应产生的质子。在这种情况下，使用了两种类型的目标：厚而薄的目标，在该目标中完全停止了入射碳梁。结果，有可能在质子生产反应的零度附近的质子生产反应的双差分横截面区域以及厚靶的质子产生量。