壁なし組織等価比例計数管を用いた290MeV/u炭素線に対するエネルギー付与分布測定

Measurement of lineal energy distribution of 290 MeV/u carbon beam using a wall-less tissue equivalent proportional counter

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

Tsuda, Shuichi; Sato, Tatsuhiko; Satoh, Daiki; Takahashi, Fumiaki; 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人体組織内の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(y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の炭素ビームに対するy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y値に関して比較した結果、測定したy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、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、高エネルギー炭素ビームによる人体組織内のエネルギー付与を厳密に測定するためには壁なし型の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, y, of 290 MeV/u carbon beam was measured to obtain the dosed-mean of y and compare it with the linear energy transfer, LET. In the experiment a wall-less tissue equivalent proportional counter, TEPC, in a cylindrical volume with simulated diameter 0.72 micrometer was used. The measured frequency distribution of y as well as its dose-mean value agrees fairly well with the corresponding data from microdosimetric calculations using the PHITS code within the experimental uncertainty. The ratio of the measured dose-mean lineal energy to the LET of the 290 MeV/u carbon beam is 0.73, which is much smaller than the corresponding data obtained by a wall TEPC. This result demonstrates that a wall-less TEPC is necessary to precisely measure the dose-mean of y for energetic heavy ion beams.