重イオン入射反応における中性子生成断面積の研究,3; 290MeV/u炭素入射による酸素標的核からの中性子生成二重微分断面積

Study for neutron production cross sections by heavy ion interactions, 3; Neutron production double differential cross sections of oxygen upon 290 MeV/u carbon ion incidences

佐藤 大樹   ; 執行 信寛*; 魚住 祐介*; 森口 大輔*; 梶本 剛*; 吉岡 正勝*; 上山 正彦*; 佐波 俊哉*; 古場 裕介*; 松藤 成弘*; 高田 真志*

Satoh, Daiki; Shigyo, Nobuhiro*; Uozumi, Yusuke*; Moriguchi, Daisuke*; Kajimoto, Tsuyoshi*; Yoshioka, Masakatsu*; Ueyama, Masahiko*; Sanami, Toshiya*; Koba, Yusuke*; Matsufuji, Naruhiro*; Takada, Masashi*

重粒子線がん治療の普及に伴い、患者体内に入射した重イオンビームの核反応で生成される二次中性子の放射線影響に関心が集まっている。しかし、二次発がんの潜在的なリスク評価のために必要となる重イオンビームと生体構成元素との核反応に関する実験データは整備されておらず、放射線輸送コードの計算精度も実験データの不備から検証されていない。そこで本研究では、放射線医学総合研究所HIMAC加速器を利用し、重イオン入射反応における中性子生成二重微分断面積(DDX)の測定を進めている。人体を構成する元素は、おもに水素,炭素,窒素及び酸素であるが、治療に利用されている炭素ビームを用いた炭素ターゲットに対するデータは既に取得している。今回は、酸素ターゲットに対するデータ取得を目指した。実験では、酸素イオンビームを固体の炭素ターゲットに入射する測定を行い、逆反応解析により酸素をターゲットとしたDDXを導出する。バックグラウンドイベントの低減と測定システムの改善により、リスク評価において重要となる約1MeVを含む幅広いエネルギー領域での中性子を測定した。また、放射線輸送コードPHITSが前方角度領域の実験データを全体的によく再現していることを示した。

Neutron-production double-differential cross sections from heavy-ion interactions have been measured at Heavy-Ion Medical Accelerator in Chiba (HIMAC) of National Institute of Radiological Sciences (NIRS), Japan. 290-MeV/u O ions were bombarded upon a carbon target. The outgoing neutrons from the target were measured by a detection system that consist of two sizes of liquid organic scintillators with Time-of-Flight (TOF) technique in order to obtain a wide range of neutron spectrum from sub MeV to several hundred MeV. We have successfully measured the cross sections with a good precision.