Baseline design of a proton linac for BNCT at OIST

OISTにおけるBNCTのための陽子加速器の基礎設計

近藤 恭弘   ; 長谷川 和男; 東 保男*; 菅原 寛孝*; 吉岡 正和*; 熊田 博明*; 松本 浩*; 内藤 富士雄*; 黒川 真一*

Kondo, Yasuhiro; Hasegawa, Kazuo; Higashi, Yasuo*; Sugawara, Hirotaka*; Yoshioka, Masakazu*; Kumada, Hiroaki*; Matsumoto, Hiroshi*; Naito, Fujio*; Kurokawa, Shinichi*

沖縄科学技術大学院大学(OIST)にて、加速器を用いたホウ素中性子捕獲療法(BNCT)装置の開発が計画されている。本研究においては、いばらき中性子医療研究センターにおけるBNCT用リニアックからの知見をもとに、医療用機器としての量産型のパイロットモデルの開発を目標とする。加速器の性能は、中性子生成ターゲットでのビーム電力60kWを想定している。ビームエネルギーは、10MeV程度であり、必要な熱外中性子と、それ以外の、高速および熱中性子、線との収量比を最適化するように最終的には決定される。エネルギー10MeVとすると、ビーム電流30mA、デューティー20%で40kWが実現可能である。リニアックの構成は、ECRイオン源、2ソレノイド型LEBT、4-ヴェーンRFQ、アルバレ型DTLと、これまでの開発実績のある技術を用いる。RFQおよびDTLの共振周波数は、352MHZ程度を予定している。医療用機器においては、十分な信頼性と、加速器の非専門家による容易な運転が要求され、加速器機器の中でも複雑な構成となる大強度陽子リニアックにおいて、これらを達成することも、重要な開発目標となる。本論文では、この、BNCT用陽子リニアックの基礎設計について述べる。

An accelerator based boron neutron capture therapy (BNCT) facility is being planned at Okinawa institute of science and technology (OIST). The proton accelerator consists of a radio frequency quadrupole (RFQ) linac and a drift tube linac (DTL). The required beam power is 60 kW. The present beam energy and current are 10 MeV and 30 mA, respectively. The pulse length is 3.3 ms and the repetition rate is 60 Hz, therefore, the duty factor is 20%. In this paper, present design of this compact, medium current, high duty proton linac is presented.