Measurement of microdosimetric spectra with a wall-less tissue-equivalent proportional counter for 290 MeV/u C beam

壁なし型組織等価比例計数管を用いた核子あたり290MeV炭素ビームに対するマイクロドシメトリ

津田 修一  ; 佐藤 達彦   ; 高橋 史明  ; 佐藤 大樹   ; 遠藤 章   ; 佐々木 慎一*; 波戸 芳仁*; 岩瀬 広*; 伴 秀一*; 高田 真志*

Tsuda, Shuichi; Sato, Tatsuhiko; Takahashi, Fumiaki; Satoh, Daiki; Endo, Akira; Sasaki, Shinichi*; Namito, Yoshihito*; Iwase, Hiroshi*; Ban, Shuichi*; Takada, Masashi*

重粒子線に対する生物効果を実験的に評価するうえで、重粒子線の飛跡及びその近傍における詳細なエネルギー付与分布データは重要である。本研究では重イオンの飛跡沿いに生成される高エネルギー電子を含む線エネルギー分布(分布)の計算モデルの精度検証に必要なデータを取得するために、壁なし型の組織等価比例計数管(TEPC)を製作し、放射線医学総合研究所重粒子線がん治療装置HIMACの重粒子線を利用し実験を行った。核子あたり290MeV炭素ビームに対する分布データを取得し、計算モデルによる分布と線量平均の値に関して比較した結果、測定したの線量平均値と入射炭素ビームの水中での線エネルギー付与の比は0.73であり、原子力機構で開発した計算モデルで得られる値と一致することがわかった。また得られた線量平均値は、一般の壁ありTEPCで得られる値よりも小さく、炭素ビームの飛跡沿いのエネルギー付与を厳密に測定するためには壁なし型TEPCが不可欠であることを定量的に示した。

The frequency distribution of the lineal energy of 290 MeV/u carbon beam was measured using a wall-less tissue equivalent proportional counter (wall-less TEPC) in a cylindrical volume with simulated diameter 0.72 m in verifying the accuracy of a dose calculation model. The measured lineal energy distribution as well as its dose-mean value agreed fairly well with the corresponding data from microdosimetric calculations using the PHITS code within the experimental uncertainty. It is found that a wall-less TEPC is needed to measure the precise energy deposition spectra of the delta rays produced secondarily by energetic heavy ion beams. The measured data also indicate that more than 11% of the energy escaped from the path of the trajectory of the carbon beam.