JP5702275B2 - 即発ガンマ線を用いてハドロンの標的の衝突における局所線量をリアルタイム測定する方法および装置 - Google Patents
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Description
閾エネルギーES は、500keV以上であり、好ましくは5MeV以下であり、または実際には2MeVであり、例えばほぼ1MeV程度である;
タイムスパンdtは、1〜15ns(ナノ秒)であり、例えばほぼ7ns程度である;
検出器は、標的に対して縦方向に移動し、および/または標的に対して角変位する。
粒子エネルギーおよび粒子飛行時間を測定する手段を有する検出器と;
上記標的の上記領域をコリメートする手段と;
上記検出器によって記録された、閾値ES を超えるエネルギーEの粒子に対応する事象を、選択可能にする手段と;
後者の事象の中から、所定のタイムスパンdtに含まれる事象を選択することが可能になる手段であって、上記検出器が、上記標的における測定される領域から、伝播速度の違いに基づいて即発ガンマ線を中性子から区別することが可能となるように選択される距離Lのところに配置されている、手段と;
入射ハドロンの横断位置を取得するように、標的よりも前の入射ハドロンビーム中に配置されている、荷電粒子を検出する二方向性システムと、を備えていることを特徴とする、装置にもまた関係している。
距離Lは、40cm以上であり、例えば60cm以上であり、また、例えば100cm以下である;
コリメート手段は、スリットを有する物理的コリメータを含み、上記コリメータは、上記標的と、エネルギーおよび飛行時間を測定する上記手段を有する検出器との間に配置されている;
コリメート手段は、電気的コリメート手段を含む;
上記検出器、および上記コリメート手段、および/または、上記標的は、縦方向移動および/または角変位が可能になる移動手段上に配置されている。
図1は、本発明の装置を上からみた模式図である;
図2は、検出器に付与されたエネルギーに関するスペクトルを模式的に示す図である;
図3は、PMMA標的に入射する73−MeV/核子の炭素イオン当たり、かつ時間に応じて1nsの間隔当たりの、検出事象の数の変動を示す図であり、本発明によって測定される;
図4は、本発明により標的の位置に応じて測定される粒子の数の変動を示す図である;
図5および図6は、種々の標的における即発ガンマ線の割合の変動を示す図である;
図7は、292−MeV/核子の入射イオンにおける、即発ガンマ線の割合の変動を示す図である。
検出器45は、高さ5cmおよび直径5cmである、NaI(Tl)の円筒状検出器であり、入射ハドロンビーム10に対して90°で置かれている;
コリメータ30は、幅d=2mmのスリットを形成するように、長さl=20cmの2つの鉛ブロック31によって構成されており、ハドロンビームの方向に対して直交しており、そして、標的から距離D=10cmの位置に配置されている;
検出器45と標的20の測定される領域25との距離は、L=60cmである;
標的は、立方形のPMMA(C5 H8 O2 )ブロックであり、一辺10cmである。
13C6+イオンの73−MeV/uビームを使用。ビームはパルスされる(80ns毎に約1ns);
標的上での強度は、約1nAに固定させた;
総線量を検出するために、NaI(Tl)の第2の検出器を使用。第2の検出器は、コリメート手段を有していない。第2の検出器は、標的の位置に左右されずにビーム強度に比例した計数率を取得するために、標的から遠くに離されて設置されている。この検出器は、ファラデーケージによって較正されている;
時間測定は、加速器の高周波振動と同期している閾値ベースのディスクリミネータから供給される論理信号と、検出器からのアナログ信号によって始動するコンスタントフラクションディスクリミネータから供給される論理信号との時間の相違を測定する、時間−デジタル変換器を利用して、実施される。この検出器からのアナログ信号は、分光増幅器を利用してさらに増幅され、アナログ−デジタル変換器によって変換される。サイクロトロンを用いている本事例においては、飛行時間に関する、計数のための最初の時間に関する情報は、即発ガンマ線検出器45によって識別され、最終時間に関する情報は、加速器からの高周波信号により供給される。
入射イオンは、95−MeV/核子の12Cイオンである。飛行時間に基づき選択した事象は、エネルギーが2MeVを超える事象であり、90°の角度およびコリメーションスリットの幅が2mmにおいて、得られたものである。
Claims (2)
- 入射ハドロンビーム(10)による標的(20)の衝突の際に、上記標的(20)の領域(25)が受ける局所線量を、リアルタイム測定する装置であって、
上記入射ハドロンビーム(10)の方向に対する直角平面における入射ハドロン(10)の横断位置(x,y)を取得するように、標的(20)の前の上記入射ハドロンビーム(10)中に配置されている、荷電粒子を検出する二方向性システムと、
上記入射ハドロンビームの方向(z)に対して垂直なスリット(32)を有する物理的コリメータ(30)を含み、上記入射ハドロンビームの方向に対して平行な方向における上記即発ガンマ線の放出点の位置(z)を取得するために、上記即発ガンマ線の放出における上記領域(25)をコリメートする手段(30)と、
粒子エネルギーおよび粒子飛行時間を測定する手段を有する検出器(45)とを備え、
上記コリメータは、上記標的(20)と上記検出器(45)との間に配置されており、
上記検出器(45)によって記録された、閾値ESを超えるエネルギーEの粒子に対応する事象を、選択可能にする手段と、
後者の事象の中から、所定のタイムスパンdtに含まれる事象を選択することが可能になる手段であって、上記検出器(45)が、上記標的(20)における測定される領域(25)から、伝播速度の違いに基づいて即発ガンマ線を中性子から区別することが可能となるように選択される距離Lのところに配置されている、手段と、をさらに備えることにより、
上記領域(25)から放出される上記即発ガンマ線の数の測定値、および上記即発ガンマ線の放出の領域(25)の三次元座標(x,y,z)の測定値を取得することで上記標的(20)が受ける局所線量のリアルタイム測定値を得ることを特徴とする、装置。 - 上記距離Lは、40cm以上であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
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