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Experimental study for the production cross sections of positron emitters induced from $$^{12}$$C and $$^{16}$$O nuclei by low-energy proton beams

低エネルギー陽子線と酸素16と炭素12から生成される陽電子放出核の生成断面積に関する実験的研究

赤城 卓*; 八木 雅史*; 山下 智弘*; 村上 昌雄*; 山川 善之*; 北村 圭司*; 小倉 浩一; 近藤 公伯; 河西 俊一*

Akagi, Takashi*; Yagi, Masashi*; Yamashita, Tomohiro*; Murakami, Masao*; Yamakawa, Yoshiyuki*; Kitamura, Keiji*; Ogura, Koichi; Kondo, Kiminori; Kawanishi, Shunichi*

陽子線癌治療では体内の$$^{12}$$Cあるいは$$^{16}$$Oと陽子線の相互作用によって陽電子放出核が生成される。この陽電子放出核に起因する陽電子の消滅放射線をPET装置でモニタリングすることによって陽子線の到達深さと照射線量を確かめる方法の研究が行われている。我々は、通常の陽子線治療施設で使われている装置を使って、照射線量を評価するために必要な陽電子放出核生成断面積を測定する方法を研究している。高感度PETスキャナー装置を使用し陽電子放出核に起因する消滅放射線の強度の時間変化を測定することによって4つの反応反応($$^{16}$$O(p,pn)$$^{15}$$O, $$^{16}$$O(p,3p3n)$$^{11}$$C, $$^{16}$$O(p,2p2n)$$^{13}$$N, $$^{12}$$C(p,pn)$$^{11}$$C)の断面積を評価した。その結果、$$^{16}$$O(p,pn)$$^{15}$$O反応の結果は以前の測定結果とよく一致した。一方、$$^{12}$$C(p,pn)$$^{11}$$C反応の結果は以前の測定より低い値であった。

In proton therapy, positron emitters are induced from $$^{12}$$C and$$^{16}$$O nuclei by protons on the beam path in the patient. Many studies for monitoring positron emitters with beam-induced PET technique have been performed by various groups to verify the proton beam range and the dose in the patient for quality assurance. The aim of this study was to develop a method for measuring the production cross sections of positron emitters using standard equipment for proton therapy. The time-activity curve was then obtained with a high-sensitivity PET scanner to extract the number of positron emitters produced in the target. The production cross sections for four reaction channels: $$^{16}$$O(p,pn)$$^{15}$$O, $$^{16}$$O(p,3p3n)$$^{11}$$C, $$^{16}$$O(p,2p2n)$$^{13}$$N, and $$^{12}$$C(p,pn)$$^{11}$$C were then measured. The cross sections for the $$^{16}$$O(p,pn)$$^{15}$$O reaction channel were consistent with data of previous experiments within the uncertainties, while those of $$^{12}$$C(p,pn)$$^{11}$$C were generally lower than data of previous experiments.

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パーセンタイル:46.51

分野:Nuclear Science & Technology

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