C+p反応からの荷電粒子放出スペクトルの理論モデル解析

Theoretical model analysis of charged-particle emission spectra from the C+p reaction

中山 梓介  ; 渡辺 幸信*

Nakayama, Shinsuke; Watanabe, Yukinobu*

がん治療における粒子線による正常細胞への影響評価を行なう上では、生体を構成する軽元素(C, N, O等)からの核反応による荷電粒子放出スペクトルが基礎データとして重要となる。中重核と異なり、軽核標的に対する核反応では残留核の離散状態からの粒子放出が起こり得る。この粒子放出過程がスペクトルに及ぼす影響について、C+p反応を例として核反応計算コードCCONEを用いて解析を行った。その結果、残留核の離散状態からの粒子放出を考慮することで、陽子やアルファ粒子放出スペクトルの実験値の再現性が大きく向上した。この結果から、軽核に対する核反応からの粒子放出スペクトルの計算には、残留核の離散状態からの粒子放出を考慮することが重要であることが分かった。

In the effect assessment on healthy cells in particle therapy, the charged particle emission spectra from nuclear reactions on light element (e.g., C, N, O) constituting a living body are important as fundamental data. Unlike medium-heavy nuclei, nuclear reactions on light nuclei can cause particle emission from a discrete state of residual nuclei. The effect of this emission process on the spectra is analyzed using the nuclear reaction code CCONE, taking the C+p reaction as an example. As a result, the reproducibility the experimental proton and alpha-particle emission spectra is largely improved by considering particle emission from discrete states of residual nuclei. This result indicates that it is important to consider particle emission from discrete states of residual nuclei in the calculation of particle emission spectra from nuclear reactions on light nuclei.