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Radioisotopes 66(7): 251-258 (2017)


ガフクロミックフィルムHD-V2のγ線応答曲線を用いたイオンビームの相対強度分布測定法Measurement Method of Ion-beam Relative Intensity Distribution Using γ-Ray Irradiation Response Function of Gafchromic Film HD-V2

国立研究開発法人 量子科学技術研究開発機構 量子ビーム科学研究部門 高崎量子応用研究所Department of Advanced Radiation Technology, Takasaki Advanced Radiation Research Institute, National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology ◇ 370–1292 群馬県高崎市綿貫町1233 ◇ 1233 Watanuki, Takasaki-shi, Gunma Pref. 370–1292, Japan

受付日:2016年11月1日Received: November 1, 2016
受理日:2017年3月13日Accepted: March 13, 2017
発行日:2017年7月15日Published: July 15, 2017

ガフクロミックフィルム(Gafchromic® film, Ashland製)は,主に医療分野でX線・γ線の線量分布測定に使用され,イオンビームの強度分布測定にも応用されている。高線量用モデルHD-V2は,感受層が薄く,表面保護層がないため,飛程が短いイオンビームの測定にも適用可能である。しかし,その線量応答は非線形であり,イオン種やエネルギーによる特性の違いが不明であることから,ビーム強度分布測定に利用するためにはその都度,吸光度のフルエンス応答曲線を取得する必要があった。そこで,各種イオンビームの応答曲線が60Co γ線の線量応答曲線に類似していることに着目し,ビーム強度分布の簡便な測定を可能とすることを目的として,γ線の線量応答曲線から直接イオンビームの相対強度分布を求める方法を考案し,実証実験を行った。60Co γ線といくつかのイオンビーム(線エネルギー付与:5.5 keV/µm~11 MeV/µm)において,フラットベッドスキャナES-10000Gを用いた測定の結果,イオン照射応答はγ線照射応答曲線の形状に一致し,フィッティングの良い吸光度範囲の上限はR色成分で0.7,G色成分で0.5程度であることを明らかにした。これにより,イオン種やエネルギーごとのフルエンス応答曲線を取得することが不要となり,各種イオンビームの簡便な相対強度分布測定が可能となった。

Gafchromic® films (Ashland Inc.) have been widely used for dosimetry in radiation therapy using X rays and γ rays, and are now applied to the measurements and evaluations of various ion beams. A high-dose model, named HD-V2, is available to the measurements for the ion beams with the short-range penetrations, since its active layer is not laminated by a protection layer. However, an optical-density (OD) response curve of the film to the fluence must be determined for each ion species and its incident energy, because the response is not proportional to the fluence. In this paper, a simple method for obtaining the relative beam intensity distribution using the γ-ray dose response curve was studied on the basis of the similarity of 60Co γ-ray and ion-beam irradiation response curves for the purpose of simplified measurements of the beam intensity distribution. We showed, as a result of the measurement using a flatbed image scanner ES-10000G, that the OD responses of various ion beams (selected ranges of linear energy transfer: 5.5 keV/µm–11 MeV/µm) corresponded to the 60Co γ-ray irradiation response curve within certain OD ranges and that the range was up to about 0.7 and 0.5 in the red and green channels of the film, respectively. Thus, it is possible to obtain the relative intensity distribution of various ion beams using the γ-ray irradiation response curve without obtaining a response curve of each ion beam.

Key words: Gafchromic film; γ ray; ion beam; intensity distribution measurement; cyclotron

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