体内に取り込まれたCf-252, Pu-244の自発核分裂中性子により生成される荷電粒子の線エネルギー付与及び線質係数の解析

Analysis of linear energy transfers and quality factors of charged particles produced by spontaneous fission neutrons from Cf-252 and Pu-244 in the human body

遠藤 章   ; 佐藤 達彦   

Endo, Akira; Sato, Tatsuhiko

人体内に取り込まれたCf-252、Pu-244の自発核分裂中性子から生成される二次荷電粒子による吸収線量、線エネルギー付与(LET)及び線質係数を、粒子・重イオン輸送計算コードシステムPHITSに組み込んだICRPリファレンスファントムを用いて詳細に解析した。標的臓器における吸収線量及び線質係数は、線源臓器からの距離の増加とともに減少することが分かった。標的臓器における二次荷電粒子のLET分布を分析した結果、線源臓器及びその近傍の臓器においては、エネルギー付与は線質係数の大きな様々な二次荷電粒子により生じている。これに対し、離れた臓器におけるエネルギー付与は、体内における中性子捕獲反応で発生した二次線の相互作用から発生する、線質係数の小さな電子によることを明らかにした。以上の解析から、全身にわたって平均した平均線質係数を算出し、それをフルエンスで重み付けした放射線加重係数と比較した結果、ICRP Publication 103で見直された中性子に対する放射線加重係数は、線質係数を反映した適切な値であることが分かった。

Absorbed doses, linear energy transfers (LETs), and quality factors of secondary charged particles in organs and tissues, generated via the interactions of the spontaneous fission neutrons from Cf-252 and Pu-244 within the human body, were studied using the Particle and Heavy Ion Transport Code System (PHITS) coupled with the ICRP Reference Phantom. Both the absorbed doses and the quality factors in target organs decrease with increasing distance from the source organ. The analysis of LET distributions of secondary charged particles led to the identification of the relationship between LET spectra and target-source organ locations. A comparison between human-body-averaged mean quality factors and fluence-averaged radiation weighting factors showed that the current numerical conventions for the radiation weighting factors of neutrons, updated in ICRP103, and the quality factors for internal exposure are valid.