中性化水素原子のエネルギー付与分布の研究-陽子線治療と中性子生物影響研究の基礎-

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陽子線のトラック端では、陽子線は媒質から電子を捕獲し中性化し水素原子へと変わる。現状においてトラック端での線量は低いと考えられ、この効果は無視されている。しかしながら、トラック端で陽子線のW値は、電荷交換反応などの影響で、低エネルギーで急激に大きくなる。W値は、測定された電離箱などの電離量の測定から線量に直す際に必要な量であり電離量に乗じるため、線量は3-4倍になり、補正が必要である。陽子のトラック端の現象はよく知られておらず、反跳粒子が生体物質中において電子捕獲で中性の原子核に変わる効果はこれまで考慮されてこなかった。トラック端で主となる中性水素原子がどのように生体内でエネルギーを付与して行くかは線量評価、生物効果の評価に重要である。陽子線治療、中性子線の生物影響研究の基礎として、陽子線のトラック端での陽子線中性化現象がどのように線量に寄与するかを正しく理解することが本研究の目的である。これまでSi中における励起断面積をGanas等の一般化調和振動子法を用いた計算法を参考に断面積作製した。また電離断面積は、Gryzinskyの半古典近似を用いて2階微分断面積の関数作成した。これらの断面積を用いて電子線のトラックストラクチャーコードを作成した。これにより低エネルギーのSi中での阻止能を計算できるようになった。実験としてSi検出器を用いた^<90>Srβ線線測定を行った。このベンチマークでは、おおむね測定データを再現でき作成したコードが電子線のSi中での相互作用をシミュレートできることがわかった。作成コードを用いて反跳陽子の中性化計算を行い、一部をJ.Radiat.Res.に掲載された。更に、京大原子炉中性子場のマイクロドシメトリー測定を行い、反跳陽子、反跳α粒子、反跳炭素原子核を同定し、それぞれのスペクトルを決定した。この測定に関する論文はRadiat.Prot.Dos.に掲載された。