加速器を用いたホウ素中性子捕捉療法のためのリチウムターゲット冷却システムの開発

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線質・線量面から見た加速器BNCTの成立性を確認した条件である、エネルギー1.9〜2.5MeV、電流10〜20mAの陽子ビームをLiターゲットに入射する場合を想定して、Liターゲット冷却方法の検討を継続して行った。本年度は、照射実験用の加速器が不具合により使用できなかったため、模擬計算による考察を行なった。並行して、Liターゲットの作成工法についての検討を継続して特許化するとともに、照射実験用のガラス線量計の整備を行った。模擬計算においては、1cmφの2.5MeV陽子ビームを20cmφのLiターゲットにスキャニング照射する場合を想定し、スキャニング周波数がLi温度やCuバッキング強度に及ぼす影響を汎用非線形構造解析システムFINASにより解析した。陽子のエネルギーストラグリングを無視すれば2.5MeV陽子はLi表面から深さ90μm程度にわたって中性子を発生するが、それ以降の深さの陽子発熱をCu中で起こす観点から厚さ100μmのLiと、陽子がLi中で全エネルギーを付与する230μmのLiで、上記の解析結果を比較した。その結果、予見に反して厚いLiの方が有利である事を明らかにした。この場合、スキャニング周波数9Hz以上であれば、Liの融点179℃に対して150℃以下に保つことができ、かつBNCT照射中に熱サイクルでCuバッキングが降伏応力に達さないことがわかった。また、スキャニング機構が故障し陽子ビームがLi上の一箇所に滞留しターゲット構造を破壊するのを防ぐには、20ms程度に陽子ビームを停止する必要があることを明らかにした。これらの結果を踏まえ、引き続きLiターゲット除熱の検討を更に進めたい。