中速中性子生物照射場の研究

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「弥生」の中速中性子生物照射場について、高速中性子反応率等を実験的に測定し、設計計算結果を検証するとともに、高速中性子混入量等を評価した。次にマウスの照射が可能な強度を持つとともに高速中性子の混入の少ない「弥生」中速中性子照射場の開発の可能性を設計計算により検討した。まず「弥生」の生物照射場について、その特性を実験的に明らかにするため、高速中性子混入量を反跳陽子飛跡検出器を用いて測定した。照射場の線量の絶対値とガンマ線の混入量については、組織等価対電離箱を用いて測定した。さらにインジウム、コバルト、タングステン、金箔を用いて高速、共鳴、熱中性子の反応率を測定した。これをこの照射場の設計計算結果と比較し、その特性を確認した。一次元放射線輸送計算コードANISNを用いて中性子、ガンマ線の結合計算法で、弥生炉心から照射口までの物質層の種類と厚さを変えてマウス照射に必要な強度を持つ生物照射場のパラメータサーベイを行い、強度と高速中性子、ガンマ線の混入特性を計算した。その結果、現在の生物照射体系のうちビスマスとポリエチレンの部分を全てアルミ板に置き換え、さらにアルミ板をその後に置いた体系が高速中性子の混入が少なく、線量強度も従来より約10倍上昇することが判明した。手持ちの材料とアルミ板を購入し、この体系を弥生のコラムに実現できた。この体系の線量の測定を行い、その性能を確認する予定である。なおMIT炉で熱外中性子を用いたホウ素中性子捕捉療法が、研究代表者が15年前に設計研究の結果見い出したコラム構成(重水85%、アルミニウム15%)を用いて開始された。その基礎研究のためにこの弥生のコラムが役立つと考えている。