粒子線治療室内の二次中性子の特徴に特化した中性子線量測定法の開発

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国内外における粒子線治療施設及び患者数の増加及び治療成績の向上により、治療後の晩発性リスク特に二次がんリスクが注目されている。粒子線治療において二次がんリスクの要因となりうる放射線は、治療体積周辺の線量に寄与する一次、二次荷電粒子と、全身の線量に寄与する二次中性子である。本研究では、炭素線治療室内の二次中性子周辺線量当量分布の評価に焦点を当てる。現在まで、測定による評価では汎用的な中性子線量計が用いられているが、これらは漏洩線量等の低線量率の測定を目的に設計されていること、また、想定しているエネルギースペクトルが異なることから炭素線治療室内の測定には適さない。これらの背景から、本研究の目的は、炭素線治療室内の中性子線量測定に焦点を絞った簡便かつ精度の高い中性子線量計を開発することである。令和3年度においては、モンテカルロシミュレーションのための計算環境の構築を行い、中性子線量計の設計及びその線量計の校正で用いる中性子場の検討のためのモンテカルロシミュレーションをモンテカルロコードPHITSを用いて行った。中性子線量計の設計については、計画時に想定した従来のレムカウンターで使用されている熱中性子に高感度のHe3比例計数管に加え、計画時には想定してなかった別のガスカウンターについても検討を行った。検討の結果、後者のガスカウンターの方が精度よく目的を達成する可能性が大きいことが分かった。このため、次年度も中性子線量計の設計検討を継続することとした。線量計の校正に用いる中性子場の検討については、量子科学研究開発機構の炭素線治療室内の中性子エネルギースペクトルをPHITSで計算するモデルを整備し、形状の異なる複数の中性子エネルギースペクトルが取得可能なことを明らかにした。