JP2022135616A - Neutron measurement chip and neutron measurement system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、中性子測定チップ、及び中性子測定システムに関する。 The present invention relates to a neutron measuring chip and a neutron measuring system.
近年、中性子線の量を測定することが求められる場合がある。例えば、中性子線を照射してがん細胞を死滅させる中性子捕捉療法として、ホウ素化合物を用いたホウ素中性子捕捉療法(BNCT:Boron Neutron Capture Therapy)が知られている。ホウ素中性子捕捉療法では、がん細胞に予め取り込ませておいたホウ素に中性子線を照射し、これにより生じる重荷電粒子の飛散によってがん細胞を選択的に破壊する。 In recent years, it may be required to measure the amount of neutrons. For example, boron neutron capture therapy (BNCT) using a boron compound is known as a neutron capture therapy that kills cancer cells by irradiating neutron beams. In boron neutron capture therapy, cancer cells are selectively destroyed by scattering heavy charged particles generated by irradiating neutron beams to boron pre-loaded into cancer cells.
上述のような目的で用いられる中性子線の量を測定するために、例えば特許文献1に示される中性子測定システムが用いられる。特許文献1に示される中性子測定システムは、検出部で中性子線を検出し、当該検出結果に基づいて中性子線の量を算出している。
In order to measure the amount of neutron beams used for the purposes described above, for example, a neutron measurement system disclosed in
ここで、中性子線の量を測定するために、被照射部材に中性子線を照射し、放射化によって放出されるガンマ線を測定することがある。このとき、熱中性子を吸収する吸収部材で覆った状態にて、被照射部材に中性子線を照射することがある。しかしながら、吸収部材は直接触れることを回避すべき材料で形成される場合があるが、この場合、被照射部材を中性子線の照射位置にセットするとき、またはガンマ線を測定するときに、取り扱い難くなるという問題が生じる。一方、吸収部材を所定のカバーなどで覆った場合、中性子線と反応してしまい、測定精度が低下してしまうという問題も生じる。 Here, in order to measure the amount of neutron beams, a member to be irradiated may be irradiated with neutron beams and gamma rays emitted by activation may be measured. At this time, the member to be irradiated may be irradiated with neutron beams while being covered with an absorbing member that absorbs thermal neutrons. However, there are cases where the absorbing member is made of a material that should be avoided from direct contact. In this case, handling becomes difficult when setting the member to be irradiated at the neutron beam irradiation position or when measuring gamma rays. A problem arises. On the other hand, when the absorbing member is covered with a predetermined cover or the like, it reacts with the neutron beam, resulting in a problem of lowering the measurement accuracy.
従って、本発明は、中性子線の測定を行う際の取り扱い性を向上しつつ、測定精度も担保することができる中性子測定チップ、及び中性子測定システムを提供することを目的とする。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a neutron measurement chip and a neutron measurement system that can ensure measurement accuracy while improving handling properties when measuring neutron beams.
本発明に係る中性子測定チップは、中性子線の量を測定するための中性子測定チップであって、中性子線の照射によってガンマ線を放出する材料によって形成される被照射部材と、熱中性子を吸収する材料によって形成され、被照射部材を覆う吸収部材と、有機材料によって形成され、吸収部材を覆うカバー部材と、を備える。 A neutron measuring chip according to the present invention is a neutron measuring chip for measuring the amount of neutron beams, and includes an irradiated member formed of a material that emits gamma rays when irradiated with neutron beams, and a material that absorbs thermal neutrons. and a cover member formed of an organic material and covering the absorbing member.
本発明に係る中性子測定チップは、中性子線の照射によってガンマ線を放出する材料によって形成される被照射部材と、熱中性子を吸収する材料によって形成され、被照射部材を覆う吸収部材と、を備える。従って、被照射部材には、吸収部材によって熱中性子を遮蔽した状態にて、中性子線を照射することができる。当該照射がなされた被照射部材の測定結果を用いることで、中性子線の量を求めることができる。このような吸収部材は、カバー部材によって覆われている。従って、吸収部材が直接触れることを回避すべき材料で形成されている場合であっても、作業者は、吸収部材に直接触れることなく、カバー部材に触れながら中性子測定チップの取り扱いを行うことができる。そのため、中性子測定チップの取り扱い性が向上する。また、カバー部材は、有機材料によって形成される。有機材料は中性子との相互作用(吸収、核反応など)が人体などに近い物質であるため、被照射部材に照射される中性子線に対する影響を抑制することで、測定精度の低下を抑制できる。以上より、中性子線の測定を行う際の中性子測定チップの取り扱い性を向上しつつ、測定精度も担保することができる。 A neutron measuring chip according to the present invention includes an irradiated member made of a material that emits gamma rays when irradiated with neutron beams, and an absorbing member made of a material that absorbs thermal neutrons and covering the irradiated member. Therefore, the member to be irradiated can be irradiated with a neutron beam in a state in which thermal neutrons are shielded by the absorbing member. The amount of neutron beams can be obtained by using the measurement result of the irradiated member that has been irradiated. Such an absorbent member is covered by a cover member. Therefore, even if the absorbing member is made of a material that should be avoided from direct contact, the operator can handle the neutron measuring chip while touching the cover member without directly touching the absorbing member. can. Therefore, the handling of the neutron measuring chip is improved. Also, the cover member is made of an organic material. Organic materials interact with neutrons (absorption, nuclear reaction, etc.) similar to those of the human body. As described above, it is possible to secure the measurement accuracy while improving the handleability of the neutron measurement chip when measuring neutron beams.
被照射部材は、吸収部材に対して箔状に形成されてよい。箔状の場合、質量を大きくできるので、その分、放射化量を多くでき、測定精度を高くすることができる。 The irradiated member may be foil-shaped with respect to the absorbing member. In the case of a foil shape, the mass can be increased, so the amount of activation can be increased accordingly, and the measurement accuracy can be increased.
被照射部材は、吸収部材に対して線状に形成されてよい。線状の場合、深さ方向に一回で測定した金線から任意の箇所のガンマ線測定により中性子束を測定可能となる。 The irradiated member may be linearly formed with respect to the absorbing member. In the linear case, the neutron flux can be measured by gamma ray measurement at any point from the gold wire measured once in the depth direction.
被照射部材は、金、またはアルミによって形成されてよい。これらの材料は、中性子線が照射されることによって放射されるガンマ線の測定が行い易い。 The member to be irradiated may be made of gold or aluminum. These materials are easy to measure gamma rays emitted by irradiation with neutron beams.
中性子測定チップは、被照射部材を支持する本体部と、本体部で支持された状態の被照射部材を覆う蓋部と、を備えてよい。この場合、中性子線の照射後にガンマ線を測定するとき、蓋部を本体部から取り外すだけで、被照射部材を露出させることができる。そのため、作業者にとっての作業性が向上する。 The neutron measurement chip may include a main body that supports the irradiated member, and a lid that covers the irradiated member supported by the main body. In this case, when gamma rays are measured after neutron beam irradiation, the member to be irradiated can be exposed simply by removing the cover from the main body. Therefore, workability for workers is improved.
カバー部材において蓋部に対応する部分は、吸収部材において蓋部に対応する部分の周面を支持してよい。この場合、測定前に本体部から蓋部を取り外す際に、被照射部材を露出し易くすることができる。 The portion of the cover member corresponding to the lid portion may support the peripheral surface of the portion of the absorbing member corresponding to the lid portion. In this case, the member to be irradiated can be easily exposed when the cover is removed from the main body before measurement.
カバー部材において蓋部に対応する部分は、カバー部材において本体部に対応する部分の周面を覆うように延びる周壁部を有してよい。この場合、カバー部材において、蓋部の周壁部が本体部に引っ掛かるような構造となるため、両者の間の隙間を低減することができる。 The portion of the cover member corresponding to the lid portion may have a peripheral wall portion extending so as to cover the peripheral surface of the portion of the cover member corresponding to the body portion. In this case, since the cover member has a structure in which the peripheral wall portion of the lid portion is hooked to the main body portion, the gap between the two can be reduced.
吸収部材において蓋部及び本体部の少なくとも一方に対応する部分は、他方に対応する部分と嵌合する凹部を有してよい。この場合、吸収部材において、蓋部と本体部とが互いに嵌合するような構造となるため、両者の間の隙間を低減することができる。 A portion of the absorbent member corresponding to at least one of the lid portion and the main body portion may have a recess that fits with a portion corresponding to the other. In this case, since the absorbing member has a structure in which the lid portion and the main body portion are fitted to each other, the gap between them can be reduced.
本発明に係る中性子測定システムは、ターゲットへの荷電粒子線の照射によって発生した中性子線の量を測定するための中性子測定システムであって、被照射部材を有する中性子測定チップを収容して、内部空間にて被照射部材に中性子線を照射する照射部と、中性子線を照射された被照射部材から放出されるガンマ線を測定する測定部と、を備え、中性子測定チップは、中性子線の照射によってガンマ線を放出する材料によって形成される被照射部材と、熱中性子を吸収する材料によって形成され、被照射部材を覆う吸収部材と、有機材料によって形成され、吸収部材を覆うカバー部材と、を備え、照射部は、内部空間において、有機材料で形成された支持部材で中性子測定チップを支持する。 A neutron measurement system according to the present invention is a neutron measurement system for measuring the amount of neutron beams generated by irradiating a target with a charged particle beam. An irradiation unit that irradiates a member to be irradiated with a neutron beam in space, and a measurement unit that measures gamma rays emitted from the member to be irradiated that has been irradiated with the neutron beam. an irradiated member formed of a material that emits gamma rays, an absorbing member formed of a material that absorbs thermal neutrons and covering the irradiated member, and a cover member formed of an organic material covering the absorbing member; The irradiation section supports the neutron measurement chip with a support member made of an organic material in the internal space.
中性子測定システムによれば、上述の中性子測定チップと同様な作用・効果を得ることができる。また、照射部は、内部空間において、有機材料で形成された支持部材で中性子測定チップを支持する。そのため、照射部では、支持部材を介することで、容易に中性子測定チップの移動や位置決めなどを行うことができる。 According to the neutron measurement system, it is possible to obtain the same functions and effects as the neutron measurement chip described above. Further, the irradiation section supports the neutron measurement chip with a support member made of an organic material in the internal space. Therefore, in the irradiating section, the neutron measuring chip can be easily moved and positioned through the support member.
本発明によれば、中性子線の測定を行う際の取り扱い性を向上しつつ、測定精度も担保することができる中性子測定チップ、及び中性子測定システムを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the neutron measurement chip|tip and neutron measurement system which can ensure a measurement precision can be provided, improving the handleability at the time of measuring a neutron beam.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Preferred embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
まず、本発明の実施形態に係る中性子測定チップ、及び中性子測定システムでの測定対象となる中性子線を発生する中性子捕捉療法装置の概要について図1を参照しつつ説明する。図1に示される中性子捕捉療法装置1は、ホウ素中性子捕捉療法(BNCT:Boron Neutron Capture Therapy)を用いたがん治療を行う装置である。中性子捕捉療法装置1では、例えばホウ素(10B)が投与された患者50の腫瘍に中性子線Nを照射する。
First, an overview of a neutron measurement chip according to an embodiment of the present invention and a neutron capture therapy device that generates neutron beams to be measured by a neutron measurement system will be described with reference to FIG. A neutron
中性子捕捉療法装置1は、加速器2を備えている。加速器2は、負イオン等の荷電粒子を加速して、荷電粒子線Rを出射する。加速器2は、例えばサイクロトロンによって構成される。本実施形態において、荷電粒子線Rは負イオンから電荷を剥ぎ取って生成した陽子ビームである。この加速器2は、例えば、ビーム半径40mm、60kW(=30MeV×2mA)の荷電粒子線Rを生成する。なお、加速器は、サイクロトロンに限られず、シンクロトロンやシンクロサイクロトロン、ライナック、静電加速器などであってもよい。
A neutron
加速器2から出射された荷電粒子線Rは、中性子線生成部Mへ送られる。中性子線生成部Mは、ビームダクト9とターゲット10とからなる。加速器2から出射された荷電粒子線Rは、ビームダクト9を通り、ビームダクト9の端部に配置されたターゲット10へ向かって進行する。このビームダクト9に沿って複数の四極電磁石4、及び走査電磁石6が設けられている。複数の四極電磁石4は、例えば電磁石を用いて荷電粒子線Rのビーム軸調整を行うものである。
A charged particle beam R emitted from the
走査電磁石6は、荷電粒子線Rを走査し、ターゲット10に対する荷電粒子線Rの照射制御を行うものである。この走査電磁石6は、荷電粒子線Rのターゲット10に対する照射位置を制御する。
The
中性子捕捉療法装置1は、荷電粒子線Rをターゲット10に照射することにより中性子線Nを発生させ、患者50に向かって中性子線Nを出射する。中性子捕捉療法装置1は、ターゲット10、遮蔽体8、減速材39、コリメータ20を備えている。
The neutron
ターゲット10は、荷電粒子線Rの照射を受けて中性子線Nを生成するものである。ターゲット10は、荷電粒子線が照射されることで中性子線を発生させる材質によって形成される固体形状の部材である。具体的に、ターゲット10は、例えば、ベリリウム(Be)やリチウム(Li)、タンタル(Ta)、タングステン(W)により形成され、例えば直径160mmの円板状の固体形状をなしている。なお、ターゲット10は、円板状に限らず、他の形状であってもよい。
The
減速材39は、ターゲット10で生成された中性子線Nを減速させる(中性子線Nのエネルギーを低下させる)ものである。減速材39は、中性子線Nに含まれる速中性子を主に減速させる層39Aと、中性子線Nに含まれる熱外中性子を主に減速させる層39Bと、からなる積層構造を有していてよい。
The
遮蔽体8は、発生させた中性子線N、及び当該中性子線Nの発生に伴って生じたガンマ線等を外部へ放出されないよう遮蔽するものである。遮蔽体8は、減速材39を囲むように設けられている。遮蔽体8の上部及び下部は、減速材39より荷電粒子線Rの上流側に延在している。
The
コリメータ20は、中性子線Nの照射野を整形するものであり、中性子線Nが通過する開口20aを有する。コリメータ20は、例えば中央に開口20aを有するブロック状の部材である。
The
次に、図2を参照して、本実施形態に係る中性子測定システム100の詳細な構成について説明する。中性子測定システム100は、ターゲット10への荷電粒子線Rの照射によって発生した中性子線Nの量を測定するシステムである。中性子測定システム100は、被照射部材61を有する中性子測定チップ60を用いて、中性子線Nの量を測定する。中性子測定システム100は、照射部101と、測定部102と、を備える。
Next, a detailed configuration of the
照射部101は、被照射部材61を有する中性子測定チップ60を収容して、内部空間にて被照射部材61に中性子線Nを照射する箇所である。照射部101は、中性子捕捉療法装置1から照射された中性子線Nを内部空間へ導くと共に、当該内部空間に配置された被照射部材61に中性子線Nを照射する。照射部101は、人体と中性子との相互作用(吸収、核反応など)が近い物質によって構成されていることが好ましい。照射部101として、例えば、アクリル製のファントム、または水ファントムが用いられことが好ましい。
The
具体的に、図5に示すように、水ファントムは、アクリル製の水槽103の内部空間に水Wを収容することによって構成される。この場合、中性子捕捉療法装置1からの中性子線Nは、水ファントムの水槽103の側面へ向けて照射され、当該側面から水Wの中を通過する。従って、被照射部材61は、水槽103内の所定の位置に配置される。水槽103内の位置は、測定の進行に応じて適宜変更される。
Specifically, as shown in FIG. 5, the water phantom is configured by containing water W in the inner space of an
図2に示すように、測定部102は、中性子線Nを照射された被照射部材61から放出されるガンマ線を測定する装置である。測定部102は、ガンマ線検出器104と、信号処理部106と、表示部107と、を備える。ガンマ線検出器104は、ガンマ線を検出するための機器である。信号処理部106は、ガンマ線検出器104からの信号を処理することによって、中性子線Nの量を演算する。信号処理部106の処理の説明については、測定の手順と共に後述する。表示部107は、各種情報を表示する機器である。表示部107は、信号処理部106によって演算された中性子線Nの量を表示してよい。
As shown in FIG. 2, the
例えば、被照射部材61として金を採用した場合、197Auに中性子線Nが照射されると、中性子捕獲反応により、ガンマ線(412keV)を放出して基底状態の198Auに崩壊する。測定部102は、そのガンマ線を測定することにより中性子束を測定する。ガンマ線検出器104は、412keVのエネルギーのガンマ線をAuからのガンマ線としてカウントを行う。信号処理部106は、当該カウント数に基づいて、中性子束を演算する。ここで、中性子にはエネルギーの領域として熱中性子、熱外中性子、及び高速中性子に分けられる(図6参照)。中性子捕捉療法において必要となるのは熱中性子であるため、熱中性子束の測定が必要となる。しかし、図5に示すように、熱外中性子も金に対する反応断面積が大きいため、金のみの状態の被照射部材61に中性子線Nを照射すると、測定部102では、熱中性子束及び熱外中性子束が測定される。従って、中性子測定チップ60を用いて、被照射部材61を吸収部材62(図3参照)で覆って熱中性子を遮蔽した状態で中性子線Nを照射する。この場合、測定部102では熱外中性子束が測定可能となる。以上より、照射部101では、金のみの状態の被照射部材61に中性子線Nを照射して、測定部102では、当該金のみの状態の被照射部材61の測定を行う。また、照射部101では、中性子測定チップ60の状態の被照射部材61に中性子線Nを照射して、測定部102では、当該中性子測定チップ60の状態の被照射部材61の測定を行う。信号処理部106は、「熱中性子束=金のみの測定結果-中性子測定チップでの金の測定結果」の関係から、熱中性子束の演算を行う。
For example, when gold is used as the
ここで、ガンマ線検出器104としては、ゲルマニウム半導体検出器、CdZnTe半導体検出器など、公知の様々なガンマ線検出機器を採用することができる。ただし、本実施形態では、ガンマ線検出器104として、CdZnTe半導体検出器などの素子の冷却が不要な検出器を採用することが好ましい。例えば、ペルチェ冷却によるゲルマニウム半導体検出器を採用する場合、ゲルマニウム素子周りを真空排気する必要が生じる。この場合、経年劣化による真空リークや、素子自体の冷却と常温の繰り返しによる劣化などの影響が出る場合がある。また、冷却が必要な場合、検出器周りの遮蔽を含めて測定システムが大型となり、容易な移動を行うことができず、専用スペースが必要になる場合がある。これに対し、ガンマ線検出器104として、CdZnTe半導体検出器などの素子の冷却が不要な検出器を採用した場合、上述のような問題の発生を抑制できる。また、検出素子と被照射部材61とを近付けることが可能となり、検出素子の面積を小さくでき、信号処理系を含めて一体化を図ることが可能となる。
Here, as the
また、本実施形態において測定するガンマ線のエネルギーは、金などの被照射部材61からのガンマ線(金の場合411.8kev)のみであるため、通常用いられる複数のエネルギーの放射線の数を同時に計測するマルチチャンネルアナライザ(MCA)は必要はなく、測定部102は、特定のエネルギーの検出のみのシングルチャンネルアナライザ(SCA)を採用してよい。この場合、測定時間を短縮することができる。
In addition, since the energy of the gamma rays to be measured in this embodiment is only the gamma rays (411.8 kev in the case of gold) from the member to be irradiated 61 such as gold, the number of radiations with a plurality of energies normally used is measured simultaneously. A multi-channel analyzer (MCA) is not required, and the
次に、図3及び図4を参照して、本実施形態に係る中性子測定チップ60の詳細な構成について説明する。中性子測定チップ60は、ターゲット10への荷電粒子線の照射によって発生した中性子線Nの量を測定するためのチップである。中性子測定チップ60は、被照射部材61と、吸収部材62と、カバー部材63と、を備える。
Next, a detailed configuration of the
被照射部材61は、中性子線Nの照射によってガンマ線を放出する材料によって形成される部材である。被照射部材61の材料として、例えば、金、アルミなどが採用される。ここで、中性子線Nの照射によってガンマ線を放出する材料とは、中性子線Nを照射されることで、測定部102を用いて当該中性子線Nの量を測定することが可能な程度に、ガンマ線を放出することができる材料である。すなわち、測定部102で中性子線Nの量を測定できないような微小なガンマ線しか放出しない材料は、本明細書における「中性子線の照射によりガンマ線を放出する材料」には該当しない。中性子測定チップ60内における被照射部材61の形状は特に限定されないが、例えば、円形や多角形の薄膜状に形成されてよい。被照射部材61は、吸収部材62に対して箔状に形成されてよい。すなわち、被照射部材61は、吸収部材62の表面に金箔やアルミ箔を付着させることによって形成されてよい。あるいは、被照射部材61は、吸収部材62に対して線状に形成されてよい。例えば、電子顕微鏡用試料ホルダーのメッシュなどを被照射部材61として用いてもよい。この場合、既存の試料として規定の量に設定された部材を用いることができる。
The
吸収部材62は、熱中性子を吸収する材料によって形成され、被照射部材61を覆う部材である。このように、吸収部材62は、被照射部材61を覆った状態で熱中性子を吸収することで、熱中性子に対して被照射部材61が反応しないように、熱中性子を遮蔽する。図3(b)に示すように、中性子線Nの照射時の状態では、吸収部材62は、被照射部材61の両側の主面61a,61bを覆うと共に、周面61cを全周にわたって覆う。熱中性子を吸収する材料として、例えば、カドミウム、ホウ素、ハフニウム、ガドリニウム、ユーロピウム、タンタルなどが採用される。吸収部材62は、熱外中性子の吸収率は低いため、被照射部材61が熱外中性子と反応することを許容する。熱中性子を吸収する材料は、具体的に、熱中性子の吸収断面積が100バーン以上である材料である。
The absorbing
カバー部材63は、有機材料によって形成され、吸収部材62を覆う部材である。図3(b)に示すように、中性子線Nの照射時の状態では、カバー部材63は、吸収部材62の両側の主面62a,62bを覆うと共に、周面62cを全周にわたって覆う。有機材料は、人体と中性子との相互作用(吸収、核反応など)が近い物質であり、中性子線Nの照射の際に、人体と類似した条件で中性子線Nを被照射部材61へ導くことができる材料である。有機材料は、炭素を主要元素として、酸素、水素、窒素原子等で構成される材料である。有機材料として、軽元素のプラスチックが採用される。軽元素のプラスチックとして、アクリル、ポリエチレンなどの材料が採用される。
The
図3(a)に示すように、吸収部材62及びカバー部材63は、被照射部材61を支持する本体部66と、本体部66で支持された状態の被照射部材61を覆う蓋部67と、を備える。本体部66は、吸収部材62の一部(本体部側部分62Aと称する)、カバー部材63の一部(本体部側部分63Aと称する)、及び被照射部材61によって構成される。蓋部67は、被照射部材61を含んでおらず、吸収部材62の一部(蓋部側部分62Bと称する)、及びカバー部材63の一部(蓋部側部分63Bと称する)によって構成される。
As shown in FIG. 3A, the absorbing
本体部66において、吸収部材62の本体部側部分62Aは、分割面66aから被照射部材61の主面61aを露出させた状態で、当該被照射部材61を支持している。本体部66において、吸収部材62の本体部側部分62Aは、被照射部材61の反対側の主面61b、及び周面61cを覆うように支持している。本体部66において、カバー部材63の本体部側部分63Aは、分割面66aから被照射部材61の主面61a及び吸収部材62の本体部側部分62Aの分割面66aを露出させた状態で、当該被照射部材61及び吸収部材62の本体部側部分62Aを支持している。本体部66において、カバー部材63の本体部側部分63Aは、吸収部材62の本体部側部分62Aの反対側の主面62b、及び周面62cを覆うように支持している。
In the
蓋部67において、吸収部材62の蓋部側部分62Bは、分割面67aにおいて、被照射部材61の露出した主面61aと接触して、当該主面61aを覆う。蓋部67において、カバー部材63の蓋部側部分63Bは、分割面67aから吸収部材62の蓋部側部分62Bの分割面67aを露出させた状態で、当該吸収部材62の蓋部側部分62Bを支持している。蓋部67において、吸収部材62の蓋部側部分62Bは、分割面67aにおいて、本体部66の本体部側部分62Aの分割面66aと接合される。このように、本体部側部分62Aと蓋部側部分62Bとが組み合わせられることで、被照射部材61を全方向から覆うような吸収部材62が構成される(図3参照)。蓋部67において、カバー部材63の蓋部側部分63Bは、吸収部材62の蓋部側部分62Bの主面62a、及び周面62cを覆うように支持している。蓋部67において、カバー部材63の蓋部側部分63Bは、分割面67aにおいて、本体部66の本体部側部分63Aの分割面66aと接合される。このように、本体部側部分63Aと蓋部側部分63Bとが組み合わせられることで、吸収部材62を全方向から覆うようなカバー部材63が構成される(図3(b)参照)。
In the
被照射部材61に中性子線Nを照射する場合、図3(b)に示すように、本体部66の分割面66aに対して蓋部67の分割面67aを接合させることで、本体部66を蓋部67で覆う。測定部102で測定を行う場合、図3(c)に示すように、本体部66から蓋部67を取り外す。これにより、中性子線Nを照射された被照射部材61は、露出した主面61aからガンマ線Gを放出する。蓋部67と本体部66との接合力は、照射時には被照射部材61に熱中性子が入り込むことを抑制しつつも、測定時には作業者が蓋部67を取り外すことができる程度の強さに設定されることが好ましい。
When irradiating the
本体部66及び蓋部67の構造は、特に限定されず、図4に示すような構造が採用されてもよい。図4に示すように、カバー部材63の蓋部側部分63Bは、カバー部材63の本体部側部分63Aの周面63cを覆うように延びる周壁部68を有する。周壁部68は、カバー部材63の蓋部側部分63Bの外周側の端部から、本体部66側へ向かって突出するように延びる。周壁部68は、カバー部材63の全周にわたって形成される。周壁部68の内周側の側面68aは、カバー部材63の本体部側部分63Aの周面63cと全周にわたって隙間無く接触することで、水の浸入を抑制する。
The structures of the
また、吸収部材62において本体部66に対応する本体部側部分62Aは、蓋部67に対応する蓋部側部分62Bと嵌合する凹部69を有する。凹部69は、吸収部材62の本体部側部分62Aの外周側の端部に、蓋部67側へ向かって突出する周壁部70を設けることによって構成される。この場合、吸収部材62の本体部側部分62Aの主面62Aaと、周壁部70の内周側の側面70aと、によって凹部69が構成される。一方、吸収部材62の蓋部側部分62Bは、カバー部材63の蓋部側部分63Bの主面63Baから突出した状態となっている。従って、図4(b)に示すように、本体部66を蓋部67で覆った状態では、吸収部材62の蓋部側部分62Bが、本体部側部分62Aの凹部69に収容されて嵌合した状態となる。このとき、主面62Aaと主面62Baとは隙間無く接触し、周壁部70の側面70aと蓋部側部分62Bの周面62Bbとは、隙間無く接触する。
In addition, a main
上述のような中性子測定チップ60が、照射部101の内部空間でどのように支持されるかは特に限定されないが、例えば、図5に示すような支持構造が採用されてもよい。図5に示すように、照射部101は、内部空間において、アクリルなどの有機材料で形成された支持部材80で中性子測定チップ60を支持してよい。支持部材80は、有機材料のブロック体であり、中性子測定チップ60を挿入するための溝部81を有する。当該溝部81に中性子測定チップ60を挿入した状態で、被照射部材61が所定の照射位置に配置されるように、支持部材80が水槽103内に配置される。このとき、支持部材80は、中性子線Nと接触しない位置に配置されることが好ましい。支持部材80の位置決め方法は特に限定されず、脚部で支持してもよいし(図5参照)、上方から吊り下げられてもよい。なお、支持部材80の構造は特に限定されないし、支持する中性子測定チップ60の数も特に限定されない。例えば、中性子測定チップ60を上下の両側から支持部材80で支持してもよい。
Although there is no particular limitation on how the
次に、本実施形態に係る中性子測定チップ60、及び中性子測定システム100の作用・効果について説明する。
Next, the actions and effects of the
本実施形態に係る中性子測定チップ60は、中性子線Nの照射によってガンマ線Gを放出する材料によって形成される被照射部材61と、熱中性子を吸収する材料によって形成され、被照射部材61を覆う吸収部材62と、を備える。従って、被照射部材61には、吸収部材62によって熱中性子を遮蔽した状態にて、中性子線Nを照射することができる。当該照射がなされた被照射部材61の測定結果を用いることで、熱外中性子の量を測定することができる。これにより、被照射部材61のみに中性子線Nを照射したときの測定結果(熱中性子及び熱外中性子の量が含まれる)から、熱外中性子の量を引くことで、治療において必要な熱中性子の量を演算することが可能となる。このような吸収部材62は、カバー部材63によって覆われている。従って、吸収部材62が、カドミウムなどのように、直接触れることを回避すべき材料で形成されている場合であっても、作業者は、吸収部材62に直接触れることなく、カバー部材63に触れながら中性子測定チップ60の取り扱いを行うことができる。また、中性子測定チップ60を水に入れたときに、カバー部材63で保護することにより、吸収部材62の材料が水に拡散されることが抑制される。以上より、中性子測定チップ60の取り扱い性が向上する。また、カバー部材63は、有機材料によって形成される。有機材料は中性子との相互作用(吸収、核反応など)が人体などに近い物質であるため、被照射部材61に照射される中性子線Nに対する影響を抑制することで、測定精度の低下を抑制できる。治療時は、中性子線Nは人体の内部を通過するが、例えば、カバー部材63が、中性子線Nに対して人体とはかけ離れた反応を行う材料で構成されている場合、カバー部材63を通過した後の中性子線Nの状態が、治療時のものと異なってしまうことがある。これに対し、本実施形態では、被照射部材61に照射される中性子線Nを人体に近い有機材料を通過させることで、測定時の条件を治療時における条件に近付けることができるため、測定精度の低下を抑制できる。以上より、中性子線の測定を行う際の中性子測定チップの取り扱い性を向上しつつ、測定精度も担保することができる。
A
被照射部材61は、吸収部材62に対して箔状に形成されてよい。箔状の場合、質量を大きくできるので、その分、放射化量を多くでき、測定精度を高くすることができる。なお、線状の場合は切断した上で測定を行う必要があり、再使用ができず、金線のセットに手間がかかり、切断後の質量測定も必要になる。一方、箔状の場合はこれらの手間などを省略できる。
The
被照射部材61は、吸収部材62に対して線状に形成されてよい。線状の場合、深さ方向に一回で測定した金線から任意の箇所のガンマ線測定により中性子束を測定可能となる。
The
なお、箔状や線状の部材をケースから取り出して測定を行う場合、測定装置にセットする際のハンドリングが容易でない一方で、本実施形態に係る中性子測定チップ60では、箔状や線状の部材をケースから外すことなく測定できる点で好ましい。 When a foil-shaped or linear member is removed from the case for measurement, it is not easy to handle when setting it in the measuring device. It is preferable in that the measurement can be performed without removing the member from the case.
被照射部材61は、金、またはアルミによって形成されてよい。これらの材料は、中性子線Nが照射されることによって放射されるガンマ線の測定が行い易い。
The
中性子測定チップ60は、被照射部材61を支持する本体部66と、本体部66で支持された状態の被照射部材61を覆う蓋部67と、を備えてよい。この場合、中性子線Nの照射後にガンマ線を測定するとき、蓋部67を本体部66から取り外すだけで、被照射部材61を露出させることができる。そのため、作業者にとっての作業性が向上する。
The
カバー部材63において蓋部67に対応する蓋部側部分63Bは、吸収部材62において蓋部67に対応する蓋部側部分62Bの周面を支持してよい。この場合、測定前に本体部66から蓋部67を取り外す際に、被照射部材61を露出し易くすることができる。
A lid-
カバー部材63において蓋部67に対応する蓋部側部分63Bは、カバー部材63において本体部66に対応する本体部側部分63Aの周面63cを覆うように延びる周壁部68を有してよい。この場合、カバー部材63において、蓋部67の周壁部68が本体部66に引っ掛かるような構造となるため、両者の間の隙間を低減することができる。
A lid-
吸収部材62において本体部66に対応する本体部側部分62Aは、蓋部側部分62Bと嵌合する凹部69を有してよい。この場合、吸収部材62において、蓋部67と本体部66とが互いに嵌合するような構造となるため、両者の間の隙間を低減することができる。
A main
中性子測定システム100によれば、上述の中性子測定チップ60と同様な作用・効果を得ることができる。また、照射部101は、内部空間において、有機材料で形成された支持部材80で中性子測定チップ60を支持する。そのため、照射部101では、支持部材80を介することで、容易に中性子測定チップ60の移動や位置決めなどを行うことができる。
According to the
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。 The invention is not limited to the embodiments described above.
例えば、上述の中性子測定システム100のシステム構成は一例に過ぎず、適宜変更可能である。
For example, the system configuration of the
また、中性子測定チップ60の構造も上述の実施形態に限定されない。例えば、蓋部67と本体部66との引っ掛かり構造や嵌合構造は、図4に示すものに限定されない。例えば、蓋部側部分62Bが凹部を有しており、当該凹部に本体部側部分62Aを嵌合させてもよい。
Also, the structure of the
1…中性子捕捉療法装置、60…中性子測定チップ、61…被照射部材、62…吸収部材、63…カバー部材、66…本体部、67…蓋部、80…支持部材、100…中性子測定システム。
REFERENCE SIGNS
Claims (9)
前記中性子線の照射によってガンマ線を放出する材料によって形成される被照射部材と、
熱中性子を吸収する材料によって形成され、前記被照射部材を覆う吸収部材と、
有機材料によって形成され、前記吸収部材を覆うカバー部材と、を備える、中性子測定チップ。 A neutron measuring chip for measuring the amount of neutrons,
an irradiated member made of a material that emits gamma rays when irradiated with the neutron beam;
an absorbing member made of a material that absorbs thermal neutrons and covering the member to be irradiated;
and a cover member made of an organic material and covering the absorbing member.
被照射部材を有する中性子測定チップを収容して、内部空間にて前記被照射部材に前記中性子線を照射する照射部と、
前記中性子線を照射された前記被照射部材から放出されるガンマ線を測定する測定部と、を備え、
前記中性子測定チップは、
前記中性子線の照射によってガンマ線を放出する材料によって形成される前記被照射部材と、
熱中性子を吸収する材料によって形成され、前記被照射部材を覆う吸収部材と、
有機材料によって形成され、前記吸収部材を覆うカバー部材と、を備え、
前記照射部は、前記内部空間において、有機材料で形成された支持部材で前記中性子測定チップを支持する、中性子測定システム。
A neutron measurement system for measuring the amount of neutron beams generated by irradiation of a target with a charged particle beam,
an irradiation unit that houses a neutron measurement chip having an irradiated member and irradiates the irradiated member with the neutron beam in an internal space;
a measurement unit that measures gamma rays emitted from the irradiated member irradiated with the neutron beam,
The neutron measurement chip is
the irradiated member made of a material that emits gamma rays when irradiated with the neutron beam;
an absorbing member made of a material that absorbs thermal neutrons and covering the member to be irradiated;
a cover member made of an organic material and covering the absorbent member;
The neutron measurement system, wherein the irradiation unit supports the neutron measurement chip with a support member made of an organic material in the internal space.
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