JP2022135616A - Neutron measurement chip and neutron measurement system - Google Patents

Neutron measurement chip and neutron measurement system Download PDF

Info

Publication number
JP2022135616A
JP2022135616A JP2021035546A JP2021035546A JP2022135616A JP 2022135616 A JP2022135616 A JP 2022135616A JP 2021035546 A JP2021035546 A JP 2021035546A JP 2021035546 A JP2021035546 A JP 2021035546A JP 2022135616 A JP2022135616 A JP 2022135616A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
neutron
irradiated
measurement
absorbing member
cover
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021035546A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
敦彦 平井
Atsuhiko Hirai
雄己 南
Yuki Minami
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Heavy Industries Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority to JP2021035546A priority Critical patent/JP2022135616A/en
Publication of JP2022135616A publication Critical patent/JP2022135616A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To provide a neutron measurement chip and a neutron measurement system that can improve handleability in performing measurement of a neutron beam and guarantee measurement accuracy.SOLUTION: An absorption member 62 is covered by a cover member 63. Thus, even when the absorption member 62 is formed of material for which direct touch should be avoided such as cadmium, an operator can handle a neutron measurement chip 60 while touching the cover member 63 without directly touching the absorption member 62. Passing a neutron beam N with which an irradiation target member 61 is irradiated through an organic material close to a human body can bring a condition during measurement closer to a condition during medical treatment, and thereby a reduction in measurement accuracy can be prevented.SELECTED DRAWING: Figure 3

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 Patent Document 1 is used. The neutron measurement system disclosed in Patent Literature 1 detects neutron beams in a detection unit and calculates the amount of neutron beams based on the detection result.

特開2016-166777号公報JP 2016-166777 A

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.

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を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing 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; FIG. 中性子測定システムのブロック図である。1 is a block diagram of a neutron measurement system; FIG. 中性子測定チップの断面図である。1 is a cross-sectional view of a neutron measuring chip; FIG. 中性子測定チップの断面図である。1 is a cross-sectional view of a neutron measuring chip; FIG. 照射部の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of an irradiation part. 197Auの中性子捕獲面積の中性子エネルギー依存性を示すグラフである。1 is a graph showing the neutron energy dependence of the neutron capture area of 197 Au.

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 capture therapy device 1 shown in FIG. 1 is a device that performs cancer treatment using boron neutron capture therapy (BNCT). The neutron capture therapy apparatus 1 irradiates, for example, a tumor of a patient 50 to which boron ( 10 B) has been administered with a neutron beam N.

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 capture therapy device 1 comprises an accelerator 2 . The accelerator 2 accelerates charged particles such as negative ions and emits a charged particle beam R. The accelerator 2 is configured by, for example, a cyclotron. In this embodiment, the charged particle beam R is a proton beam generated by stripping charges from negative ions. This accelerator 2 generates a charged particle beam R with a beam radius of 40 mm and 60 kW (=30 MeV×2 mA), for example. The accelerator is not limited to a cyclotron, and may be a synchrotron, a synchrocyclotron, a linac, an electrostatic accelerator, or the like.

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 accelerator 2 is sent to a neutron beam generator M. The neutron beam generator M consists of a beam duct 9 and a target 10 . A charged particle beam R emitted from the accelerator 2 travels through the beam duct 9 toward the target 10 arranged at the end of the beam duct 9 . A plurality of quadrupole electromagnets 4 and scanning electromagnets 6 are provided along the beam duct 9 . The plurality of quadrupole electromagnets 4 adjust the beam axis of the charged particle beam R using electromagnets, for example.

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 scanning electromagnet 6 scans the charged particle beam R and controls irradiation of the charged particle beam R to the target 10 . This scanning electromagnet 6 controls the irradiation position of the charged particle beam R with respect to the target 10 .

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 capture therapy apparatus 1 generates neutron beams N by irradiating a target 10 with a charged particle beam R, and emits the neutron beams N toward a patient 50 . The neutron capture therapy device 1 has a target 10 , a shield 8 , a moderator 39 and a collimator 20 .

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 target 10 is irradiated with a charged particle beam R to generate a neutron beam N. As shown in FIG. The target 10 is a solid member made of a material that generates neutron beams when irradiated with charged particle beams. Specifically, the target 10 is made of, for example, beryllium (Be), lithium (Li), tantalum (Ta), or tungsten (W), and has a disk-like solid shape with a diameter of 160 mm, for example. Note that the target 10 is not limited to a disc shape, and may have another shape.

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 moderator 39 moderates the neutron beams N generated by the target 10 (reduces the energy of the neutron beams N). The moderator 39 may have a laminated structure including a layer 39A that mainly moderates fast neutrons contained in the neutron beam N and a layer 39B that mainly moderates epithermal neutrons contained in the neutron beam N. .

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 shield 8 shields the generated neutron beams N and the gamma rays and the like generated along with the generation of the neutron beams N from being emitted to the outside. The shield 8 is provided so as to surround the moderator 39 . The upper and lower portions of the shield 8 extend upstream of the charged particle beam R from the moderator 39 .

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 collimator 20 shapes the irradiation field of the neutron beams N, and has an opening 20a through which the neutron beams N pass. The collimator 20 is, for example, a block-shaped member having an opening 20a in the center.

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 neutron measurement system 100 according to this embodiment will be described with reference to FIG. The neutron measurement system 100 is a system that measures the amount of neutron beams N generated by irradiation of the target 10 with the charged particle beam R. FIG. The neutron measurement system 100 measures the amount of neutron beams N using a neutron measurement chip 60 having an irradiated member 61 . The neutron measurement system 100 includes an irradiation section 101 and a measurement section 102 .

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 irradiation unit 101 is a part that accommodates the neutron measurement chip 60 having the irradiated member 61 and irradiates the irradiated member 61 with the neutron beam N in the internal space. The irradiation unit 101 guides the neutron beam N irradiated from the neutron capture therapy device 1 to the internal space, and irradiates the irradiated member 61 arranged in the internal space with the neutron beam N. It is preferable that the irradiation unit 101 be made of a substance that has a close interaction (absorption, nuclear reaction, etc.) between the human body and neutrons. As the irradiation unit 101, for example, an acrylic phantom or a water phantom is preferably used.

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 acrylic water tank 103 . In this case, the neutron beam N from the neutron capture therapy device 1 is irradiated toward the side surface of the water tank 103 of the water phantom, and passes through the water W from the side surface. Accordingly, the irradiated member 61 is arranged at a predetermined position within the water tank 103 . The position in the water tank 103 is appropriately changed according to the progress of the measurement.

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 measurement unit 102 is a device that measures gamma rays emitted from the irradiated member 61 irradiated with the neutron beam N. As shown in FIG. The measurement unit 102 includes a gamma ray detector 104 , a signal processing unit 106 and a display unit 107 . The gamma ray detector 104 is a device for detecting gamma rays. The signal processing unit 106 calculates the amount of neutron rays N by processing the signal from the gamma ray detector 104 . The processing of the signal processing unit 106 will be described later together with the measurement procedure. The display unit 107 is a device that displays various information. The display unit 107 may display the amount of neutron beam N calculated by the signal processing unit 106 .

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 irradiated member 61, when neutron beam N is irradiated to 197Au, it emits gamma rays (412 keV) and decays to 198Au in the ground state due to a neutron capture reaction. The measurement unit 102 measures the neutron flux by measuring the gamma rays. The gamma ray detector 104 counts gamma rays with an energy of 412 keV as gamma rays from Au. The signal processing unit 106 calculates the neutron flux based on the count number. Here, neutrons are divided into thermal neutrons, epithermal neutrons, and fast neutrons according to their energy range (see FIG. 6). Since thermal neutrons are required for neutron capture therapy, measurement of thermal neutron flux is necessary. However, as shown in FIG. 5, epithermal neutrons also have a large reaction cross-section with respect to gold. Neutron flux is measured. Therefore, using the neutron measuring chip 60, the neutron beam N is irradiated in a state in which the irradiated member 61 is covered with the absorbing member 62 (see FIG. 3) to block thermal neutrons. In this case, the measurement unit 102 can measure the epithermal neutron flux. As described above, the irradiating unit 101 irradiates the irradiated member 61 made of only gold with the neutron beam N, and the measurement unit 102 measures the irradiated member 61 made of only gold. Further, the irradiation unit 101 irradiates the irradiated member 61 in the state of the neutron measurement chip 60 with the neutron beam N, and the measurement unit 102 measures the irradiated member 61 in the state of the neutron measurement chip 60 . The signal processing unit 106 calculates the thermal neutron flux from the relationship of "thermal neutron flux=measurement result of gold only-measurement result of gold with the neutron measuring chip".

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 gamma ray detector 104, various known gamma ray detection devices such as a germanium semiconductor detector and a CdZnTe semiconductor detector can be adopted. However, in this embodiment, as the gamma ray detector 104, it is preferable to employ a detector such as a CdZnTe semiconductor detector that does not require cooling of the element. For example, when a germanium semiconductor detector using Peltier cooling is employed, it is necessary to evacuate the area around the germanium element. In this case, vacuum leak due to aged deterioration and deterioration due to repetition of cooling and normal temperature of the element itself may occur. In addition, when cooling is required, the measurement system, including the shielding around the detector, becomes large, cannot be easily moved, and may require a dedicated space. In contrast, when a detector such as a CdZnTe semiconductor detector that does not require cooling is employed as the gamma ray detector 104, the occurrence of the above problems can be suppressed. In addition, it becomes possible to bring the detection element and the irradiated member 61 close to each other, reduce the area of the detection element, and achieve integration including the signal processing system.

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 measurement unit 102 may employ a single-channel analyzer (SCA) that only detects specific energies. In this case, measurement time can be shortened.

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 neutron measuring chip 60 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. The neutron measurement chip 60 is a chip for measuring the amount of neutron beams N generated by irradiation of the target 10 with charged particle beams. The neutron measuring chip 60 includes an irradiated member 61 , an absorbing member 62 and a cover member 63 .

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 irradiated member 61 is a member made of a material that emits gamma rays when irradiated with neutron beams N. As shown in FIG. For example, gold, aluminum, or the like is used as the material of the irradiated member 61 . Here, the material that emits gamma rays when irradiated with neutron beams N is a material that emits gamma rays to such an extent that it is possible to measure the amount of neutron beams N using the measurement unit 102 by being irradiated with neutron beams N. is a material that can emit In other words, a material that emits only gamma rays so small that the amount of neutrons N cannot be measured by the measuring unit 102 does not correspond to the "material that emits gamma rays upon exposure to neutrons" in this specification. The shape of the irradiated member 61 in the neutron measuring chip 60 is not particularly limited, but it may be formed in a circular or polygonal thin film shape, for example. The irradiated member 61 may be formed in a foil shape with respect to the absorbing member 62 . That is, the irradiated member 61 may be formed by attaching gold foil or aluminum foil to the surface of the absorbing member 62 . Alternatively, the irradiated member 61 may be linearly formed with respect to the absorbing member 62 . For example, a mesh of a sample holder for an electron microscope or the like may be used as the irradiated member 61 . In this case, it is possible to use a member set to a specified amount as an existing sample.

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 member 62 is a member that is made of a material that absorbs thermal neutrons and covers the irradiated member 61 . In this manner, the absorbing member 62 absorbs thermal neutrons while covering the member to be irradiated 61, thereby shielding the member to be irradiated 61 from reacting with the thermal neutrons. As shown in FIG. 3(b), in the state of being irradiated with the neutron beam N, the absorbing member 62 covers both main surfaces 61a and 61b of the member 61 to be irradiated, and also covers the entire peripheral surface 61c. Materials that absorb thermal neutrons include, for example, cadmium, boron, hafnium, gadolinium, europium, and tantalum. Since the absorbing member 62 has a low absorption rate of epithermal neutrons, it allows the irradiated member 61 to react with the epithermal neutrons. A material that absorbs thermal neutrons is specifically a material that has a thermal neutron absorption cross section of 100 barns or more.

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 cover member 63 is a member that is made of an organic material and covers the absorbent member 62 . As shown in FIG. 3B, in the state of irradiation with the neutron beam N, the cover member 63 covers the main surfaces 62a and 62b on both sides of the absorbing member 62 and also covers the peripheral surface 62c over the entire circumference. The organic material is a substance that has a close interaction (absorption, nuclear reaction, etc.) between the human body and neutrons, and when the neutron beam N is irradiated, the neutron beam N is guided to the irradiated member 61 under conditions similar to those of the human body. It is a material that can An organic material is a material composed of oxygen, hydrogen, nitrogen atoms, etc., with carbon as the main element. A light element plastic is adopted as the organic material. Materials such as acrylic and polyethylene are adopted as light element plastics.

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 member 62 and the cover member 63 include a body portion 66 that supports the irradiated member 61 and a lid portion 67 that covers the irradiated member 61 supported by the body portion 66. , provided. The main body 66 is composed of a portion of the absorbing member 62 (referred to as a main body side portion 62A), a portion of the cover member 63 (referred to as a main body side portion 63A), and the member 61 to be irradiated. The lid portion 67 does not include the irradiated member 61, and is configured by a portion of the absorbing member 62 (referred to as a lid-side portion 62B) and a portion of the cover member 63 (referred to as a lid-side portion 63B). be.

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 main body 66, the main body side portion 62A of the absorbing member 62 supports the irradiated member 61 with the main surface 61a of the irradiated member 61 exposed from the dividing surface 66a. In the body portion 66, the body portion side portion 62A of the absorbing member 62 supports the main surface 61b on the opposite side of the irradiated member 61 and the peripheral surface 61c so as to cover the peripheral surface 61c. In the body portion 66, the body portion side portion 63A of the cover member 63 exposes the main surface 61a of the irradiated member 61 and the dividing surface 66a of the body portion side portion 62A of the absorbing member 62 from the dividing surface 66a. It supports the irradiated member 61 and the body portion side portion 62A of the absorbing member 62 . In the body portion 66, the body portion side portion 63A of the cover member 63 supports the main surface 62b opposite to the body portion side portion 62A of the absorbing member 62 and the peripheral surface 62c.

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 lid portion 67, the lid portion side portion 62B of the absorbing member 62 is in contact with the exposed main surface 61a of the irradiated member 61 at the dividing surface 67a, and covers the main surface 61a. In the lid portion 67, the lid portion side portion 63B of the cover member 63 is attached to the lid portion side portion 62B of the absorbing member 62 in a state where the dividing surface 67a of the lid portion side portion 62B of the absorbing member 62 is exposed from the dividing surface 67a. support. In the lid portion 67, the lid portion side portion 62B of the absorbing member 62 is joined to the dividing surface 66a of the body portion side portion 62A of the body portion 66 at the dividing surface 67a. By thus combining the body portion side portion 62A and the lid portion side portion 62B, the absorption member 62 that covers the irradiated member 61 from all directions is configured (see FIG. 3). In the lid portion 67, the lid portion side portion 63B of the cover member 63 supports the lid portion side portion 62B of the absorbing member 62 so as to cover the main surface 62a and the peripheral surface 62c. In the lid portion 67, the lid portion side portion 63B of the cover member 63 is joined to the dividing surface 66a of the body portion side portion 63A of the body portion 66 at the dividing surface 67a. By combining the main body side portion 63A and the lid portion side portion 63B in this way, the cover member 63 that covers the absorbing member 62 from all directions is configured (see FIG. 3B).

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 member 61 to be irradiated with the neutron beam N, as shown in FIG. It is covered with a lid portion 67 . When measuring with the measuring unit 102, the lid 67 is removed from the main body 66 as shown in FIG. 3(c). As a result, the irradiated member 61 irradiated with the neutron beam N emits gamma rays G from the exposed main surface 61a. The bonding force between the lid portion 67 and the main body portion 66 is set to a strength that prevents thermal neutrons from entering the member 61 to be irradiated during irradiation, while allowing the operator to remove the lid portion 67 during measurement. preferably.

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 body portion 66 and the lid portion 67 are not particularly limited, and structures such as those shown in FIG. 4 may be employed. As shown in FIG. 4 , the lid portion side portion 63B of the cover member 63 has a peripheral wall portion 68 extending so as to cover the peripheral surface 63c of the body portion side portion 63A of the cover member 63 . The peripheral wall portion 68 extends so as to protrude toward the main body portion 66 from the outer peripheral end portion of the lid portion side portion 63</b>B of the cover member 63 . The peripheral wall portion 68 is formed over the entire circumference of the cover member 63 . A side surface 68a on the inner peripheral side of the peripheral wall portion 68 is in contact with the peripheral surface 63c of the body portion side portion 63A of the cover member 63 over the entire circumference without gaps, thereby suppressing the infiltration of water.

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 body side portion 62A corresponding to the main body portion 66 of the absorbing member 62 has a concave portion 69 that fits with a lid portion side portion 62B corresponding to the lid portion 67. As shown in FIG. The recessed portion 69 is configured by providing a peripheral wall portion 70 projecting toward the lid portion 67 side at the outer peripheral end portion of the body portion side portion 62A of the absorbing member 62 . In this case, the main surface 62Aa of the body portion side portion 62A of the absorbing member 62 and the side surface 70a on the inner peripheral side of the peripheral wall portion 70 form the concave portion 69. As shown in FIG. On the other hand, the lid-side portion 62B of the absorbing member 62 protrudes from the main surface 63Ba of the lid-side portion 63B of the cover member 63 . Therefore, as shown in FIG. 4B, when the body portion 66 is covered with the lid portion 67, the lid portion side portion 62B of the absorbing member 62 is accommodated and fitted in the recessed portion 69 of the body portion side portion 62A. state. At this time, the main surface 62Aa and the main surface 62Ba are in contact with each other without a gap, and the side surface 70a of the peripheral wall portion 70 and the peripheral surface 62Bb of the lid portion side portion 62B are in contact with each other without a gap.

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 neutron measurement chip 60 as described above is supported in the internal space of the irradiation unit 101, for example, a support structure as shown in FIG. 5 may be employed. As shown in FIG. 5, the irradiation unit 101 may support the neutron measurement chip 60 in the internal space with a support member 80 made of an organic material such as acrylic. The support member 80 is a block of organic material and has a groove 81 for inserting the neutron measurement chip 60 . With the neutron measuring chip 60 inserted into the groove 81 , the support member 80 is arranged in the water tank 103 so that the irradiated member 61 is arranged at a predetermined irradiation position. At this time, the support member 80 is preferably arranged at a position where it does not come into contact with the neutron beam N. The positioning method of the support member 80 is not particularly limited, and it may be supported by legs (see FIG. 5) or suspended from above. The structure of the support member 80 is not particularly limited, and the number of neutron measuring chips 60 to be supported is also not particularly limited. For example, the neutron measurement chip 60 may be supported by the support member 80 from both upper and lower sides.

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 neutron measurement chip 60 and the neutron measurement system 100 according to this embodiment will be described.

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 neutron measuring chip 60 according to the present embodiment includes an irradiated member 61 made of a material that emits gamma rays G when irradiated with a neutron beam N, and an absorption material that covers the irradiated member 61 and is made of a material that absorbs thermal neutrons. a member 62; Therefore, the member to be irradiated 61 can be irradiated with the neutron beam N in a state in which thermal neutrons are shielded by the absorbing member 62 . The amount of epithermal neutrons can be measured by using the measurement results of the irradiated member 61 that has been irradiated. As a result, by subtracting the amount of epithermal neutrons from the measurement result (including the amounts of thermal neutrons and epithermal neutrons) when only the irradiated member 61 is irradiated with the neutron beam N, the amount of thermal neutrons necessary for treatment can be obtained. It is possible to calculate the amount of Such an absorbing member 62 is covered with a cover member 63 . Therefore, even if the absorbing member 62 is made of a material such as cadmium that should be avoided from direct contact, the operator can touch the cover member 63 without directly touching the absorbing member 62 . while the neutron measuring chip 60 can be handled. Moreover, when the neutron measuring chip 60 is submerged in water, by protecting it with the cover member 63, diffusion of the material of the absorbing member 62 into water is suppressed. As described above, the handling of the neutron measuring chip 60 is improved. Also, the cover member 63 is made of an organic material. Since the organic material interacts with neutrons (absorption, nuclear reaction, etc.) similar to the human body, the decrease in measurement accuracy is suppressed by suppressing the influence on the neutron beam N irradiated to the member 61 to be irradiated. can. During treatment, the neutron beam N passes through the inside of the human body. The state of the neutron beam N after treatment may differ from that during treatment. On the other hand, in the present embodiment, the neutron beam N irradiated to the irradiated member 61 is passed through an organic material close to the human body, so that the conditions at the time of measurement can be brought closer to the conditions at the time of treatment. can suppress the decrease in 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 irradiated member 61 may be formed in a foil shape with respect to the absorbing member 62 . 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. In the case of a wire, the wire must be cut before measurement, and cannot be reused. Setting the gold wire takes time and effort, and mass measurement after cutting is also required. On the other hand, in the case of a foil shape, these steps can be omitted.

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 irradiated member 61 may be linearly formed with respect to the absorbing member 62 . 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.

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 irradiated member 61 may be made of gold or aluminum. These materials are easy to measure the gamma rays emitted by the neutron beam N irradiation.

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 neutron measuring chip 60 may include a body portion 66 that supports the member to be irradiated 61 and a lid portion 67 that covers the member to be irradiated 61 supported by the body portion 66 . In this case, when gamma rays are measured after irradiation with the neutron beams N, the member to be irradiated 61 can be exposed simply by removing the lid portion 67 from the main body portion 66 . Therefore, workability for workers is improved.

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-side portion 63</b>B of the cover member 63 corresponding to the lid portion 67 may support the peripheral surface of a lid-side portion 62</b>B of the absorbing member 62 corresponding to the lid portion 67 . In this case, when the cover portion 67 is removed from the main body portion 66 before measurement, the irradiated member 61 can be easily exposed.

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-side portion 63B of the cover member 63 corresponding to the lid portion 67 may have a peripheral wall portion 68 extending to cover the peripheral surface 63c of the body-side portion 63A of the cover member 63 corresponding to the body portion 66 . In this case, since the cover member 63 has a structure in which the peripheral wall portion 68 of the lid portion 67 is hooked on the main body portion 66, the gap between them can be reduced.

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 body side portion 62A corresponding to the main body portion 66 of the absorbing member 62 may have a concave portion 69 that fits with the lid side portion 62B. In this case, since the absorbing member 62 has a structure in which the lid portion 67 and the main body portion 66 are fitted to each other, the gap between them can be reduced.

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 neutron measurement system 100, it is possible to obtain the same functions and effects as the neutron measurement chip 60 described above. In addition, the irradiation unit 101 supports the neutron measurement chip 60 with a support member 80 made of an organic material in the internal space. Therefore, in the irradiation unit 101 , the neutron measurement chip 60 can be easily moved and positioned through the support member 80 .

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 neutron measurement system 100 described above is merely an example, and can be changed as appropriate.

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 neutron measuring chip 60 is not limited to the above embodiment. For example, the hooking structure and fitting structure between the lid portion 67 and the main body portion 66 are not limited to those shown in FIG. For example, the lid-side portion 62B may have a recess, and the body-side portion 62A may be fitted into the recess.

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 LIST 1 Neutron capture therapy device 60 Neutron measurement chip 61 Irradiated member 62 Absorption member 63 Cover member 66 Main body 67 Lid 80 Support member 100 Neutron measurement system.

Claims (9)

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、
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.
前記被照射部材は、前記吸収部材に対して箔状に形成される、請求項1に記載の中性子測定チップ。 2. The neutron measuring chip according to claim 1, wherein said irradiated member is formed in a foil shape with respect to said absorbing member. 前記被照射部材は、前記吸収部材に対して線状に形成される、請求項1に記載の中性子測定チップ。 2. The neutron measuring chip according to claim 1, wherein said irradiated member is linearly formed with respect to said absorbing member. 前記被照射部材は、金、またはアルミによって形成される、請求項1~3の何れか一項に記載の中性子測定チップ。 The neutron measuring chip according to any one of claims 1 to 3, wherein said member to be irradiated is made of gold or aluminum. 前記被照射部材を支持する本体部と、前記本体部で支持された状態の前記被照射部材を覆う蓋部と、を備える、請求項1~4の何れか一項に記載の中性子測定チップ。 The neutron measuring chip according to any one of claims 1 to 4, comprising a body portion that supports the member to be irradiated, and a lid portion that covers the member to be irradiated while being supported by the body portion. 前記カバー部材において前記蓋部に対応する部分は、前記吸収部材において前記蓋部に対応する部分の周面を支持する、請求項5に記載の中性子測定チップ。 6. The neutron measuring chip according to claim 5, wherein the portion of the cover member corresponding to the lid portion supports the peripheral surface of the portion of the absorbing member corresponding to the lid portion. 前記カバー部材において前記蓋部に対応する部分は、前記カバー部材において前記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する、請求項5又は6に記載の中性子測定チップ。 7. The neutron measuring chip according to claim 5, wherein the portion of the cover member corresponding to the lid portion has a peripheral wall portion extending so as to cover the peripheral surface of the portion of the cover member corresponding to the main body portion. 前記吸収部材において前記蓋部及び前記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する、請求項5~7の何れか一項に記載の中性子測定チップ。 The neutron measuring chip according to any one of claims 5 to 7, wherein a portion of said absorbing member corresponding to at least one of said lid portion and said main body portion has a concave portion that fits with a portion corresponding to the other. 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.
JP2021035546A 2021-03-05 2021-03-05 Neutron measurement chip and neutron measurement system Pending JP2022135616A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021035546A JP2022135616A (en) 2021-03-05 2021-03-05 Neutron measurement chip and neutron measurement system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021035546A JP2022135616A (en) 2021-03-05 2021-03-05 Neutron measurement chip and neutron measurement system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022135616A true JP2022135616A (en) 2022-09-15

Family

ID=83232096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021035546A Pending JP2022135616A (en) 2021-03-05 2021-03-05 Neutron measurement chip and neutron measurement system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022135616A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6829837B2 (en) Neutron capture therapy system and gamma ray detector for neutron capture therapy
EP2600356B1 (en) Neutron ray irradiation device, and method for control of neutron ray irradiation device
US9675816B2 (en) Neutron control device and neutron irradiation apparatus
JP2014195505A (en) Neutron capture therapy device
JP5850362B2 (en) Neutron beam irradiation apparatus and method of operating the apparatus
JP6938627B2 (en) Neutron capture therapy system
JP2018529437A (en) Radiation detection system and radiation detection method for neutron capture therapy system
CN113877078B (en) Neutron dose detection device and neutron capture treatment equipment
CN114534117B (en) Neutron capture therapy device
JP6613464B2 (en) Neutron beam detector
JP2014190754A (en) Neutron dosimetry device and neutron capture therapy device
JP2013062193A (en) Neutron beam irradiation device
JP2022135616A (en) Neutron measurement chip and neutron measurement system
Bonnett et al. The Clatterbridge high-energy neutron therapy facility: specification and performance
JP6532008B2 (en) Phantom device for neutron beam measurement
Hassanpour et al. The application of graphene/h-BN metamaterial in medical linear accelerators for reducing neutron leakage in the treatment room
JP2017176438A (en) Neutron capture therapy system and gamma ray reaction element
US9733369B2 (en) Neutron monitor device and neutron measurement method
JP2022152675A (en) Phantom for detector calibration, radiation measuring system, and container kit
JP2019184446A (en) Neutron beam measurement device, and neutron beam measurement method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240214