Development of the Direct Observation Method of Boron-dose Distribution for QA in BNCT

BNCT QA 硼剂量分布直接观测方法的发展

基本信息

批准号：
22K07697
负责人：
納冨昭弘
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究課題では、我々が世界で初めて成功した、ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)のQA/QCのための、ホウ素添加液体シンチレータを用いたホウ素線量分布の直接的光学的観測手法を、臨床のBNCTの照射場での測定に応用するための基礎的な研究を行うことを目的としている。先行研究で行った測定は、京都大学複合原子力科学研究所の研究用京都大学原子炉のE-3水平照射ポートで行った原理検証実験であった。E-3水平照射ポートは、血液中のホウ素濃度を即発γ線解析により測定する為に設置された中性子照射ポートであり、γ線の混入がほぼない、純粋な熱中性子ビームが得られる。しかし、実際の臨床のBNCT場では、より高エネルギーの熱外中性子が主成分であり、中性子源から放出されるγ線や水と中性子の核反応に起因するγ線が存在している。このため、ホウ素線量以外に、反跳陽子線量やγ線線量の寄与が大きいと考えられる。そのような環境でホウ素線量を正確に抽出するための手法を開発することが必要であり、本研究の重要な課題のひとつである。また、熱外中性子ビームの場合には、中性子の熱化の過程を通じて、その到達領域が水中深度で10cm程度まで達するので、より広い領域を一度に測定する技術が必要である。シンチレータファントムの容器には、ホウ素を含んでいない石英ガラスを使用することが理想的であるが、石英ガラスは通常のホウケイ酸ガラス等に比べて、加工が困難であり、大型の石英ガラス容器を入手することは、技術的にも費用的にも困難がある。また、たとえ大型の石英ガラス容器が得られても、ホウ素添加液体シンチレータの体積を大きくすると、それに含まれるホウ素の影響でも本来の中性子分布が擾乱をうける可能性があり、単純にスケールアップすればよい訳では無く、何らかの解決方法が望まれる。

在本研究项目中，我们将开发世界上第一个成功的使用掺硼液体闪烁体直接光学观测硼剂量分布的方法，用于硼中子俘获疗法（BNCT）的QA/QC。辐照场中的测量。先前研究中进行的测量是在京都大学核科学研究所的研究京都大学核反应堆的E-3水平辐射端口进行的原理验证实验。 E-3水平照射口是为了通过即时伽马射线分析测定血液中的硼浓度而安装的中子照射口，提供几乎没有伽马射线混入的纯热中子束。但在实际临床BNCT领域中，主要成分是高能浅热中子，还存在中子源发射的伽马射线以及水与中子核反应产生的伽马射线。因此，除了硼剂量外，认为反冲质子剂量和γ射线剂量也做出了很大的贡献。有必要开发一种在这样的环境下精确提取硼剂量的方法，这是本研究的重要任务之一。此外，在超热中子束的情况下，通过中子的热化过程，束流到达水下约10厘米的深度，因此需要一种能够同时测量更广泛区域的技术。理想情况下，闪烁体模型容器应由不含硼的石英玻璃制成，但石英玻璃与普通硼硅酸盐玻璃等相比难以加工，获得它在技术上和经济上都很困难。此外，即使能够获得较大的石英玻璃容器，如果增大掺硼液体闪烁体的体积，也可能会受到其中所含硼的影响而扰乱原有的中子分布，因此单纯按比例放大是不行的。一个很好的理由，并且需要某种解决方案。