Measurement of lineal energy distributions for ion beams using a wall-less tissue equivalent proportional counter

壁なし型組織等価比例計数管を用いたイオンビームに対する線エネルギー付与分布測定

津田 修一  ; 佐藤 達彦   ; 小川 達彦   

Tsuda, Shuichi; Sato, Tatsuhiko; Ogawa, Tatsuhiko

イオンビームに対する生物学的効果を評価する上で、生体中でのイオンビームの飛跡およびその近傍における詳細なエネルギー付与分布は重要なデータである。本研究では、PHITSに組み込まれている最新の生物学的線量評価モデルのエネルギー付与分布計算の精度検証を行うため、高崎量子応用研究所TIARAで 壁なし型組織等価比例計数管にペンシル状のビームを照射し、径方向の線エネルギー()分布データおよびの線量平均値()を取得した。その結果、PHITSによる計算結果は測定した分布をよく再現することがわかった。また30MeV陽子は、陽子より重いイオンの場合と異なり、ビーム軸上で値は最小となり、ビーム軸に対する垂直面の径方向の距離とともに緩やかに増加した。これは陽子ビームと二次的に生成されるデルタ線の阻止能がほぼ等しいことに起因するためであり、約30MeV以上の陽子ビームでは飛跡構造がほぼ一様であることを実験的に示した。

Deposit energy distribution in microscopic site in a living cell is important information for understanding of biological effects of energetic heavy ion beams. In this work, a wall-less tissue equivalent proportional counter has been used for the measurement of lineal energy () distributions and dose-mean of () at radial direction of 30 MeV H at TIARA, for the verification of the microdosimetric function of PHITS. The measured () summed in radial direction agree with the corresponding data from the microdosimetric calculations using the PHITS code fairly well. The of 30 MeV proton beam presents the smallest value at = 0.0 and gradually increase with radial distance, while the values of heavy ions such as iron showed rapid decrease with radial distance. This experimental result demonstrates that the stochastic deposit energy distribution of high-energy protons in microscopic region is rather constant both in the core and in the penumbra region of the track structure.