加速器BNCTの研究-しきい値近傍^7Li(p,n)直接中性子の標準照射モード-

加速器BNCT研究 - 近阈值^7Li(p,n)直接中子标准辐照模式 -

基本信息

批准号：
16790732
负责人：
田中憲一
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16790732/
关键词：
BNCT Liターゲット BDE 治療可能領域陽子電流加速器ターゲット除熱

项目摘要

治療現場からの要望が高まりつつある加速器中性子源を用いたホウ素中性子捕捉療法(BNCT)実現のため、照射場調整部が小型化できるため照射体系設定の自由度が高いという長所を持つしきい値近傍^7Li(p,n)直接中性子利用の研究を行った。まず、本研究に必要不可欠な中性子及びγ線の模擬計算手法の有効性は、中性子及びγ線の角度依存性に着目し、人頭ファントム内線量分布の形や、その強度の陽子エネルギー及びターゲット-ファントム間距離による変化に重点をおいて示した。次にこの計算手法により、BNCTに重要な^<10>B(n,α)^7Li反応線量の寄与を大きくするために導入したBoron-Dose Enhancer (BDE)を用いた場合の照射特性を検討した。具体的には、陽子ビーム径を変更した際の特性を、(1)治療線量条件を満たす生体内領域の深さ、(2)加速器に必要とされる陽子電流値、(3)それに対するLiターゲットでの発熱密度を指標として調べた。陽子ビームは1.900MeVと仮定した。その結果、LiターゲットアッセンブリーとBDEの距離38mmの体系において人頭ファントムと同程度までの陽子ビーム径について、陽子ビーム径が大きくなるほど、薄いBDEで治療線量条件を満たす領域深さを拡大でき、Liターゲット発熱密度が減少するという長所を見出した。一方必要陽子電流は大きくなり、都合が悪いことを明らかにした。このとき、例えば18cmφ陽子ビームに対して、Liターゲット発熱密度が139W/cm^2と冷却可能性が予想される値であるとの知見を得た。本研究で得たLiターゲット発熱密度は、システム設計において重要なターゲット冷却系を考える際の目安としても利用できる。また、必要な陽子電流は概ね10〜20mAで、陽子エネルギー広がりは±10keV程度まで許容できることを明らかにした。

为了实现治疗场所日益要求的使用加速器中子源的硼中子俘获疗法（BNCT），阈值的优点是在设置照射系统方面具有高自由度，因为照射野调整部分可以我们对邻域^7Li(p,n)中的中子的直接利用进行了研究。首先，通过关注中子和伽马射线的角度依赖性，并计算人体头部模型中的剂量分布形状，确定了本研究所必需的中子和伽马射线模拟计算方法的有效性，强度的质子能量和目标 -我们关注由于幻影之间的距离而产生的变化。接下来，使用该计算方法，我们研究了使用硼剂量增强剂（BDE）时的辐照特性，引入硼剂量增强剂是为了增加^<10>B(n,α)^7Li反应剂量的贡献，这很重要BNCT 做到了。具体地，改变质子束直径时的特性由(1)满足治疗剂量条件的体内区域的深度、(2)加速器所需的质子电流值、以及(3)相应的Li确定。将靶处的发热密度作为指标进行研究。假设质子束为 1.900 MeV。因此，在Li靶组件与BDE之间距离为38 mm的系统中，对于与人头模型相当的质子束直径，质子束直径越大，满足的区域深度越宽。较薄的BDE的治疗剂量条件，发现Li An的优点在于目标发热密度降低。另一方面，所需的质子电流增加，这被证明是不方便的。此时，例如对于18cmφ的质子束，我们发现Li靶材的发热密度为139W/cm^2，这是一个预计具有冷却潜力的值。本研究中获得的锂目标发热密度也可以作为考虑目标冷却系统时的指导，这在系统设计中很重要。据透露，所需的质子电流约为 10 至 20 mA，并且质子能量扩散可容忍高达约 ±10 keV。