(57)【要約】【課題】高強度の中性子場においてもガンマ線を高精度に検出することが可能な中性子捕捉療法システム及び中性子捕捉療法用ガンマ線検出器を提供する。【解決手段】中性子捕捉療法システム１は、中性子線生成部１０と、患者Ｈ（被照射体）を載置する被照射体載置部２０と、患者Ｈ（被照射体）から放出されたガンマ線Ｇを検出するガンマ線検出部３０と、を備え、ガンマ線検出部３０は、ガンマ線Ｇが入射することにより光又は電子を放出する放出部３１と、放出部３１から放出された光又は前記電子を増幅して出力する増幅部３２と、６リチウムを含有する物質から形成されている第１中性子線遮蔽部３３と、軽元素から形成されている第２中性子線遮蔽部３４と、を有し、第１中性子線遮蔽部３３は、少なくとも放出部３１の面のうち、増幅部３２との隣接面３１ａと反対側の面を覆うように設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中性子線を発生させる中性子線生成部と、
前記中性子線が照射される被照射体を載置する被照射体載置部と、
前記中性子線が照射されることにより、前記被照射体から放出されたガンマ線を検出するガンマ線検出部と、を備え、
前記ガンマ線検出部は、
前記ガンマ線が入射することにより光又は電子を放出する放出部と、
前記放出部に隣接して設けられており、前記放出部から放出された前記光又は前記電子を増幅して出力する増幅部と、
６リチウムを含有する物質から形成されている第１中性子線遮蔽部と、
前記第１中性子線遮蔽部よりも外側に設けられており、軽元素から形成されている第２中性子線遮蔽部と、を有し、
前記第１中性子線遮蔽部は、少なくとも前記放出部の面のうち、前記増幅部との隣接面と反対側の面を覆うように設けられている、中性子捕捉療法システム。
【請求項２】
前記ガンマ線検出部は、前記第１中性子線遮蔽部と前記第２中性子線遮蔽部との間に設けられているガンマ線遮蔽部を更に有する、請求項１に記載の中性子捕捉療法システム。
【請求項３】
前記第１中性子線遮蔽部は、前記放出部の面のうち、前記隣接面以外の面を覆うように設けられている、請求項１又は２に記載の中性子捕捉療法システム。
【請求項４】
前記反対側の面を覆う前記第１中性子線遮蔽部の厚みは、前記放出部の他の面を覆う前記第１中性子線遮蔽部の厚みより大きい、請求項３に記載の中性子捕捉療法システム。
【請求項５】
ガンマ線が入射することにより光又は電子を放出する放出部と、
前記放出部に隣接して設けられており、前記放出部から放出された前記光又は前記電子を増幅して出力する増幅部と、
６リチウムを含有する物質から形成された第１中性子線遮蔽部と、
前記第１中性子線遮蔽部よりも外側に設けられており、軽元素から形成された第２中性子線遮蔽部と、を備え、
前記第１中性子線遮蔽部は、少なくとも前記放出部の面のうち、前記増幅部との隣接面と反対側の面を覆うように設けられている、中性子捕捉療法用ガンマ線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中性子捕捉療法システム及び中性子捕捉療法用ガンマ線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
がん治療等における放射線治療法の１つとして、中性子線の照射によりがん治療を行うホウ素中性子捕捉療法（ＢＮＣＴ：Boron Neutron Capture Therapy）がある。ホウ素中性子捕捉療法では、ホウ素を含む薬剤が投与された患者の患部に中性子線を照射し、がん細胞においてホウ素と中性子との反応を発生させてがん細胞を破壊する。
【０００３】
このようなホウ素中性子捕捉療法では、患者体内のホウ素濃度をリアルタイムに測定することが望まれている。特許文献１には、中性子線とホウ素との反応に伴って発生するガンマ線を検出するガンマ線検出器を備え、ガンマ線検出部で検出されたガンマ線に関する情報から患者体内のホウ素濃度を算出可能な中性子捕捉療法装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１５９１０７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
中性子捕捉療法の治療環境は高強度の中性子場となるので、ガンマ線検出器が劣化しやすい。このため、ガンマ線の検出精度が低下するおそれがある。したがって、高強度の中性子場においてもガンマ線を高精度に検出することが要請されている。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、高強度の中性子場においてもガンマ線を高精度に検出することが可能な中性子捕捉療法システム及び中性子捕捉療法用ガンマ線検出器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態に係る中性子捕捉療法システムは、中性子線を発生させる中性子線生成部と、中性子線が照射される被照射体を載置する被照射体載置部と、中性子線が照射されることにより、被照射体から放出されたガンマ線を検出するガンマ線検出部と、を備え、ガンマ線検出部は、ガンマ線が入射することにより光又は電子を放出する放出部と、放出部に隣接して設けられており、放出部から放出された光又は前記電子を増幅して出力する増幅部と、６リチウムを含有する物質から形成されている第１中性子線遮蔽部と、第１中性子線遮蔽部よりも外側に設けられており、軽元素から形成されている第２中性子線遮蔽部と、を有し、第１中性子線遮蔽部は、少なくとも放出部の面のうち、増幅部との隣接面と反対側の面を覆うように設けられている。
【０００８】
この中性子捕捉療法システムでは、ガンマ線検出部は、６リチウムを含有する物質から形成された第１中性子線遮蔽部と、第１中性子線遮蔽部よりも外側に設けられ、軽元素から形成された第２中性子線遮蔽部とを有している。ガンマ線検出部の放出部に入射する中性子線は第１中性子線遮蔽部及び第２中性子線遮蔽部によって遮蔽されるので、放出部の劣化を抑制することが可能である。また、６リチウムは軽元素に比べて中性子線を遮蔽する機能が高いので、放出部に入射する中性子線を確実に遮蔽することが可能となっている。したがって、高強度の中性子場においても、放出部の劣化を抑制し、ガンマ線を高精度に検出することが可能である。
【０００９】
一形態に係る中性子捕捉療法システムにおいて、ガンマ線検出部は、第１中性子線遮蔽部と第２中性子線遮蔽部との間に設けられているガンマ線遮蔽部を更に有してもよい。この構成によれば、放出部における増幅部との隣接面と反対側の面以外の面からガンマ線が放出部に入射することを抑制することができる。
【００１０】
一形態に係る中性子捕捉療法システムにおいて、第１中性子線遮蔽部は、放出部の面のうち、隣接面以外の面を覆うように設けられてもよい。この構成によれば、放出部に入射する中性子線をより確実に遮蔽することが可能である。
【００１１】
一形態に係る中性子捕捉療法システムにおいて、反対側の面を覆う第１中性子線遮蔽部の厚みは、放出部の他の面を覆う第１中性子線遮蔽部の厚みより大きくてもよい。隣接面と反対側の面に入射する中性子線量に比べ、他の面に入射する中性子線量は少ない。したがって、中性子線の入射量が少ない放出部の面を覆う第１中性子線遮蔽部の厚みを相対的に小さくすることにより、高価な６リチウムの使用量を低減できる。
【００１２】
本発明の一形態に係る中性子線捕捉療法用ガンマ線検出器は、ガンマ線が入射することにより光又は電子を放出する放出部と、放出部に隣接して設けられており、放出部から放出された光又は電子を増幅して出力する増幅部と、６リチウムを含有する物質から形成されている第１中性子線遮蔽部と、第１中性子線遮蔽部よりも外側に設けられており、軽元素から形成されている第２中性子線遮蔽部と、を備え、第１中性子線遮蔽部は、少なくとも放出部の面のうち、増幅部との隣接面と反対側の面を覆うように設けられている。
【００１３】
この中性子捕捉療法用ガンマ線検出器は、６リチウムを含有する物質から形成された第１中性子線遮蔽部と、第１中性子線遮蔽部よりも外側に設けられ、軽元素から形成された第２中性子線遮蔽部とを備えている。ガンマ線検出部の放出部に入射する中性子線は第１中性子線遮蔽部及び第２中性子線遮蔽部によって遮蔽されるので、放出部の劣化を抑制することが可能である。また、６リチウムは軽元素に比べて中性子線を遮蔽する機能が高いので、放出部に入射する中性子線を確実に遮蔽することが可能となっている。したがって、高強度の中性子場においても、放出部の劣化を抑制し、ガンマ線を高精度に検出することが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高強度の中性子場においてもガンマ線を高精度に検出することが可能な中性子捕捉療法システム及び中性子捕捉療法用ガンマ線検出器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる中性子捕捉療法システムを概略的に示す図である。
【図２】ガンマ線検出部を概略的に示す断面図である。
【図３】図２のIII-III線に沿った断面を示す図である。
【図４】図１に示す中性子捕捉療法システムの変形例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態にかかる中性子捕捉療法システムを概略的に示す図である。図１に示される中性子捕捉療法システム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。中性子捕捉療法システム１では、例えばホウ素（１０Ｂ）を含む薬剤が投与された患者（被照射体）Ｈの腫瘍に中性子線Ｎを照射する。
【００１８】
中性子捕捉療法システム１は、中性子線を発生させる中性子線生成部１０と、中性子線が照射される患者Ｈを載置する被照射体載置部２０と、患者Ｈから放出されるガンマ線Ｇを検出するガンマ線検出部３０とを備えている。
【００１９】
中性子線生成部１０は、加速器１１と、負イオン源１２と、ビーム輸送部１３と、中性子線照射部１４と、を有している。加速器１１は、負イオン源１２で生成された負イオン（陰イオンともいう）を加速して荷電粒子線Ｐを生成する。加速器１１は、例えばサイクロトロンである。加速器１１は、例えば、ビーム半径が４０ｍｍ、６０ｋＷ（＝３０ＭｅＶ×２ｍＡ）の荷電粒子線Ｐを生成する能力を有している。なお、加速器１１はサイクロトロンに限定されず、例えば、シンクロトロン、シンクロサイクロトロン、ライナック等であってもよい。また、中性子線生成部は、原子炉であってもよい。
【００２０】
加速器１１から出射された荷電粒子線Ｐは、ビーム輸送部１３に導入される。ビーム輸送部１３は、ビームダクト１３Ａと、四極電磁石１３Ｂと、電流モニタ１３Ｃと、走査電磁石１３Ｄと、を有している。ビームダクト１３Ａの一端側には加速器１１が接続され、ビームダクト１３Ａの他端側には中性子線照射部１４が接続されている。荷電粒子線Ｐは、ビームダクト１３Ａ内を通り、中性子線照射部１４に向かって進行する。
【００２１】
四極電磁石１３Ｂは、ビームダクト１３Ａに沿って複数設けられ、電磁石を用いて荷電粒子線Ｐのビーム軸調整を行う。電流モニタ１３Ｃは、荷電粒子線Ｐの電流値（電荷、照射線量率）をリアルタイムで検出する。電流モニタ１３Ｃには、例えば、荷電粒子線Ｐに影響を与えずに電流測定可能な非破壊型のＤＣＣＴ（DC Current Transformer）が用いられている。すなわち、電流モニタ１３Ｃは、荷電粒子線Ｐに接触することなく（非接触で）、荷電粒子線Ｐの電流値を検出することができる。電流モニタ１３Ｃは、後述の制御部４０に検出結果を出力する。なお、「線量率」とは、単位時間当たりの線量を意味する。
【００２２】
電流モニタ１３Ｃは、具体的には、中性子線照射部１４のターゲット１４Ａに照射される荷電粒子線Ｐの電流値を精度よく検出するため、四極電磁石１３Ｂによる影響を排除すべく、四極電磁石１３Ｂより下流側（荷電粒子線Ｐの下流側）で走査電磁石１３Ｄの直前に設けられている。すなわち、走査電磁石１３Ｄはターゲット１４Ａに対して常時同じところに荷電粒子線Ｐが照射されないように操作するため、電流モニタ１３Ｃを走査電磁石１３Ｄよりも下流側に配設するには大型の電流モニタ１３Ｃが必要となる。これに対し、電流モニタ１３Ｃを走査電磁石１３Ｄよりも上流側に設けることで、電流モニタ１３Ｃを小型化することができる。
【００２３】
走査電磁石１３Ｄは、荷電粒子線Ｐを操作し、ターゲット１４Ａに対する荷電粒子線Ｐの照射制御を行うものである。この走査電磁石１３Ｄは、ターゲット１４Ａに対する荷電粒子線Ｐの照射位置を制御する。
【００２４】
中性子線照射部１４は、荷電粒子線Ｐがターゲット１４Ａに照射されることにより中性子線Ｎを発生させ、患者Ｈに向かって中性子線Ｎを出射する。中性子線照射部１４は、ターゲット１４Ａと、減速材１４Ｂと、遮蔽体１４Ｃと、コリメータ１４Ｄとを備えている。
【００２５】
ターゲット１４Ａは、荷電粒子線Ｐの照射を受けて中性子線Ｎを生成する。ここでのターゲット１４Ａは、例えば、ベリリウム（Ｂｅ）、リチウム（Ｌｉ）、タンタル（Ｔａ）又はタングステン（Ｗ）等により形成され、例えば、直径１６０ｍｍの円板状を呈している。なお、ターゲット１４Ａは、円板状に限定されず、他の個体形状でもよく、液状のもの（液体金属）を用いてもよい。
【００２６】
減速材１４Ｂは、ターゲット１４Ａにおいて生成された中性子線Ｎを減速させて、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１４Ｂは、中性子線Ｎに含まれる速中性子線を主に減速させる第１減速材１４Ｂ１と、中性子線Ｎに含まれる熱外中性子線を主に減速させる第２減速材１４Ｂ２と、を含む積層構造を有している。
【００２７】
遮蔽体１４Ｃは、発生した中性子線Ｎ、中性子線Ｎの発生に伴ってターゲット１４Ａにおいて生じたガンマ線Ｇ等の二次的な放射線、及び中性子線Ｎが減速材１４Ｂによって減速される際に減速材１４Ｂにおいて生じるガンマ線Ｇ等の二次的な放射線を遮蔽し、これらの放射線が患者Ｈ側へ放出されることを抑制する。遮蔽体１４Ｃは、減速材１４Ｂを囲むように設けられている。
【００２８】
コリメータ１４Ｄ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１４ａを有している。コリメータ１４Ｄは、例えば中央に開口１４ａを有するブロック状の部材である。
【００２９】
被照射体載置部２０は、コリメータ１４Ｄの開口１４ａから出射する中性子線Ｎが患者Ｈの腫瘍に照射されるように、患者Ｈの高さ及び位置等を調整可能に構成されている。中性子捕捉療法システム１は、例えば、中性子線Ｎを患者Ｈに照射するための照射室を備えており、被照射体載置部２０は照射室に配置されてもよい。照射室は、室外から室内への放射線の侵入及び室内から室外への放射線の放出を抑制する遮蔽壁によって囲まれていてもよい。
【００３０】
ガンマ線検出部３０は、中性子線Ｎの照射中に患者Ｈの体内のホウ素濃度をリアルタイムで測定するためのものである。ガンマ線検出部３０は、中性子とホウ素との反応に伴って発生するガンマ線Ｇを検出してホウ素濃度を測定する。ガンマ線検出部３０は、患者Ｈから放出されるガンマ線Ｇを検出するために、例えば患者Ｈの腫瘍の近傍に配置される。ガンマ線検出部３０の詳細な構成については後述する。
【００３１】
また、中性子捕捉療法システム１は、制御部４０を備えている。制御部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されており、中性子捕捉療法システム１を総合的に制御する電子ユニットである。
【００３２】
次に、図２及び図３を参照してガンマ線検出部３０について詳細に説明する。図２は、ガンマ線検出部を概略的に示す断面図である。図３は、図２のIII-III線に沿った断面を示す図である。
【００３３】
図２及び図３に示されるように、ガンマ線検出部３０は、放出部３１と、増幅部３２と、第１中性子線遮蔽部３３と、第２中性子線遮蔽部３４とを有している。また、ガンマ線検出部３０は、第１中性子線遮蔽部３３と第２中性子線遮蔽部３４との間に設けられたガンマ線遮蔽部３５及びガンマ線検出用コリメータ３６を有している。以降、患者Ｈからのガンマ線Ｇが偏向することなく入射する方向をＸ軸方向、上下方向をＺ軸方向、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とする。特に、ガンマ線Ｇの進行方向をＸ軸正方向とする。
【００３４】
ガンマ線検出用コリメータ３６、放出部３１、及び増幅部３２は、Ｘ軸方向に沿って順に配置されている。第１中性子線遮蔽部３３は、放出部３１を覆うように配置されている。ガンマ線遮蔽部３５は、ガンマ線検出用コリメータ３６、放出部３１、増幅部３２、及び第１中性子線遮蔽部３３を覆うように設けられている。第２中性子線遮蔽部３４は、ガンマ線検出用コリメータ３６、放出部３１、増幅部３２、第１中性子線遮蔽部３３、及びガンマ線遮蔽部３５を覆うように設けられている。
【００３５】
ガンマ線検出用コリメータ３６には、Ｘ軸方向に沿って貫通する貫通孔が形成されている。ガンマ線検出用コリメータ３６は、例えば鉛等のガンマ線Ｇを遮蔽する機能を有する材料から形成される。患者Ｈから放出されたガンマ線Ｇは、ガンマ線検出用コリメータ３６に形成された貫通孔を通過して放出部３１に入射する。ガンマ線検出用コリメータ３６は、後述する放出部３１の入射面３１ｂ側に設けられている。
【００３６】
放出部３１は、患者Ｈからのガンマ線Ｇが入射することにより光又は電子を放出する。放出部３１は、例えば直方体状を呈しており、増幅部３２と隣接する隣接面３１ａ（Ｘ軸正側の一面）と、隣接面３１ａと反対側に位置し、患者Ｈからのガンマ線Ｇが入射する入射面３１ｂ（Ｘ軸負側の一面）と、隣接面３１ａと入射面３１ｂとを接続する４つの側面３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆとを有している。本実施形態においては、放出部３１は、例えばシンチレータである。シンチレータは、入射した放射線（中性子線Ｎ及びガンマ線Ｇ等）を光に変換する蛍光体である。シンチレータは、入射した放射線の線量に応じて内部結晶が励起状態となり、シンチレーション光を発生させる。シンチレータとしては、例えば、ＬａＢｒ３、ＬａＣｌ３、ＣｅＢｒ、ＧａＧＧ、ＳｒＩ２、ＬｕＡＧ等を使用することができる。なお、放出部３１はシンチレータでなく、放射線が入射することにより電子を放出する半導体素子であってもよい。
【００３７】
増幅部３２は、放出部３１から放出された光又は電子を増幅して出力する。増幅部３２は、放出部３１と接するように設けられている。より具体的には、増幅部３２は、放出部３１の隣接面３１ａ側（Ｘ軸正側）に設けられている。本実施形態においては、放出部３１と接する増幅部３２の一面には入射窓３２ａが設けられおり、増幅部３２は放出部３１から放出された光を増幅する。増幅部３２としては、例えば、光電子増倍管や光電管等の光検出機器、または、ＡＰＤやＳｉＰＭといった半導体光検出器を採用することができる。増幅部３２によって増幅された信号は、例えば制御部４０に出力される。
【００３８】
第１中性子線遮蔽部３３は、放出部３１への中性子線Ｎの入射を抑制するためのものである。第１中性子線遮蔽部３３は、少なくとも放出部３１における増幅部３２との隣接面３１ａと反対側の面、すなわち入射面３１ｂを覆うように設けられている。本実施形態においては、第１中性子線遮蔽部３３は、増幅部３２との隣接面３１ａ以外の面（入射面３１ｂ及び側面３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ）を覆うように設けられている。また、増幅部３２の入射窓３２ａからの中性子線Ｎの入射を抑制するために、第１中性子線遮蔽部３３は入射窓３２ａ及び増幅部３２の一部をも覆うように設けられている。
【００３９】
本実施形態においては、放出部３１の入射面３１ｂを覆う第１中性子線遮蔽部３３の厚みＴｂは、側面３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ（放出部３１の他の面）を覆う第１中性子線遮蔽部３３の厚みＴｃ、Ｔｄ、Ｔｅ、Ｔｆよりも大きい。また、第１中性子線遮蔽部３３の厚みＴｃ、Ｔｄ、Ｔｅ、Ｔｆは、ガンマ線検出部３０が配置される環境に応じて適宜設定することができる。例えば、Ｙ軸方向における中性子線Ｎの入射が多い環境にガンマ線検出部３０を配置する場合には、図３に示すように、Ｙ軸方向における放出部３１の側面３１ｃ、３１ｄを覆う第１中性子線遮蔽部３３の厚みＴｃ、Ｔｄを、Ｚ軸方向における放出部３１の側面３１ｅ、３１ｆを覆う第１中性子線遮蔽部３３の厚みＴｅ、Ｔｆより大きく設定することができる。
【００４０】
第１中性子線遮蔽部３３は、例えば、中性子線Ｎを遮蔽する機能が高く、且つ中性子線Ｎの入射によるガンマ線Ｇの放出が少ない６リチウムを含有する物質から形成される。具体的には、第１中性子線遮蔽部３３は６フッ化リチウム、６Ｌｉガラスシンチレータ、６ＬｉＣＡＦシンチレータ、６ＬｉＦを塗布したプラスチックシンチレータ、又は６ＬｉＦ／ＺｎＳシンチレータ等の中性子線Ｎを遮蔽する機能を有する物質から形成することができる。６リチウムの含有量は、１１％〜２４％以上であることが好ましい。第１中性子線遮蔽部３３が６フッ化リチウムを含有する物質から形成される場合、放出部３１の入射面３１ｂを覆う第１中性子線遮蔽部３３の厚みＴｂは、例えば、１ｍｍ〜２ｍｍ程度とすることができる。
【００４１】
第２中性子線遮蔽部３４は、第１中性子線遮蔽部と同様に、放出部３１への中性子線Ｎの入射を抑制するためのものである。第２中性子線遮蔽部３４は、第１中性子線遮蔽部３３よりも外側に設けられている。放出部３１の入射面３１ｂ側（ガンマ線検出部３０のＸ軸負側）における第２中性子線遮蔽部３４の厚みは、他の部分における第２中性子線遮蔽部３４の厚みより大きく設けられている。また、第１中性子線遮蔽部３３の厚みと同様に、第２中性子線遮蔽部３４の厚みは、ガンマ線検出部３０が配置される環境に応じて適宜設定することができる。例えば、Ｙ軸方向における中性子線Ｎの入射が多い環境にガンマ線検出部３０を配置する場合には、放出部３１の側面３１ｃ側及び側面３１ｄ側（Ｙ軸方向の両端側）における第２中性子線遮蔽部３４の厚みを、放出部３１の側面３１ｅ側及び側面３１ｆ側（Ｚ軸方向の両端側）における第２中性子線遮蔽部３４の厚みより大きく設定することができる。第２中性子線遮蔽部３４は、例えば、水素を含む軽元素から形成される。ここで、軽元素とは、原子番号が２０番以下の元素をいう。
【００４２】
ガンマ線遮蔽部３５は、ガンマ線Ｇが入射面３１ｂ以外の面から放出部３１へ入射することを抑制するためのものである。ガンマ線遮蔽部３５は、第１中性子線遮蔽部３３と第２中性子線遮蔽部３４との間に設けられている。より詳細には、ガンマ線遮蔽部３５は、放出部３１の隣接面３１ａ側（Ｘ軸正側）、放出部３１の側面３１ｃ側及び側面３１ｄ側（Ｙ軸方向における両端側）、放出部３１の側面３１ｅ側及び側面３１ｆ側（Ｚ軸方向における両端側）に設けられている。ガンマ線遮蔽部３５は、例えば鉛等のガンマ線Ｇを遮蔽する機能を有する重元素を含有する材料から形成される。ここで、重元素とは、原子番号が２０番より大きい元素をいう。
【００４３】
ガンマ線検出部３０は、本発明の一形態に係る中性子捕捉療法用ガンマ線検出器１００として単独で使用することも可能である。中性子捕捉療法用ガンマ線検出器１００の構成はガンマ線検出部３０と同様であるので、その説明を省略する。
【００４４】
以上説明したように、中性子捕捉療法システム１では、ガンマ線検出部３０は、６リチウムを含有する物質から形成された第１中性子線遮蔽部３３と、第１中性子線遮蔽部３３よりも外側に設けられ、軽元素から形成された第２中性子線遮蔽部３４とを有している。ガンマ線検出部３０の放出部３１に入射する中性子線Ｎは第１中性子線遮蔽部３３及び第２中性子線遮蔽部３４によって遮蔽されるので、放出部３１の劣化を抑制することが可能である。また、６リチウムは軽元素に比べて中性子線Ｎを遮蔽する機能が高いので、放出部３１に入射する中性子線Ｎを確実に遮蔽することが可能となっている。したがって、高強度の中性子場においても、放出部の劣化を抑制し、ガンマ線Ｇを高精度に検出することが可能である。
【００４５】
また、ガンマ線検出部３０は、第１中性子線遮蔽部３３と第２中性子線遮蔽部３４との間に設けられているガンマ線遮蔽部３５を更に有している。これにより、放出部３１における増幅部３２との隣接面３１ａと反対側の入射面３１ｂ以外の面からガンマ線Ｇが放出部３１に入射することを抑制することができる。また、ガンマ線遮蔽部３５が第２中性子線遮蔽部３４よりも内側に設けられていることにより、中性子線Ｎが第２中性子線遮蔽部３４に入射することによって発生するガンマ線Ｇを遮蔽することが可能である。
【００４６】
また、第１中性子線遮蔽部３３は、放出部３１の面のうち、隣接面３１ａ以外の面を覆うように設けられている。これにより、放出部３１に入射する中性子線Ｎをより確実に遮蔽することが可能である。
【００４７】
また、隣接面３１ａと反対側の入射面３１ｂを覆う第１中性子線遮蔽部３３の厚みは、放出部３１の他の面を覆う第１中性子線遮蔽部３３の厚みより大きい。入射面３１ｂに入射する中性子線量に比べ、他の面に入射する中性子線量は少ない。したがって、中性子線Ｎの入射量が少ない放出部３１の面を覆う第１中性子線遮蔽部３３の厚みを相対的に小さくすることにより、高価な６リチウムの使用量を低減できる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることなく種々の変形態様を採用可能である。例えば、上記の実施形態では、第１中性子線遮蔽部３３は、放出部３１の隣接面３１ａ以外の面を覆うように設けられていたが、第１中性子線遮蔽部３３の形状は、ガンマ線検出部３０が配置される環境及びガンマ線検出部３０が配置される方向等に応じて任意に変更可能である。図４は、図１に示す中性子捕捉療法システムの変形例を概略的に示す図である。図４に示すように、中性子捕捉療法システム２は、ガンマ線検出部３０に代えて、ガンマ線検出部５０を備えている。ガンマ線検出部５０は、中性子線生成部１０に対して斜めに配置されており、中性子線生成部１０に対して反対側に位置する放出部３１の側面３１ｃは第１中性子線遮蔽部３３によって覆われていない。このような中性子捕捉療法システム２においては、放出部３１の側面３１ｃ側からの中性子線Ｎの入射量は他の方向からの入射量より少ないので、放出部３１の側面３１ｃは第１中性子線遮蔽部３３によって覆われていなくてもよい。これにより、６リチウムの使用量を更に低減することができる。
【００４９】
また、上記の実施形態では放出部３１としてシンチレータを用いていたが、放出部３１は、放射線が入射することにより電子を放出する半導体素子であってもよい。この場合、増幅部３２は、電子を増幅する増幅回路等であってもよい。また、放出部３１及び増幅部３２は一体に設けられていてもよい。
【００５０】
上記の実施形態では、第２中性子線遮蔽部３４は軽元素から形成されていたが、第２中性子線遮蔽部３４は、ポリエチレンにフッ化リチウムを含有させた物質から形成されてもよい。また、ポリエチレンに代えて、パラフィン等の水素を含有する樹脂材料を用いてもよい。さらに、第２中性子線遮蔽部３４は、ポリエチレン等の水素を含有する樹脂材料とフッ化リチウムとを積層することによって形成されてもよい。この場合、フッ化リチウムは水素に比べて熱中性子を遮蔽する機能が高く、水素はフッ化リチウムに比べて速中性子を遮蔽する機能が高いので、フッ化リチウム層は水素を含有する樹脂材料の層よりも外側に設けられる。これにより、効果的に中性子線Ｎを遮蔽することが可能である。
【００５１】
また、中性子捕捉療法用ガンマ線検出器１００は中性子捕捉療法に限られず、ガンマ線Ｇの検出全般に使用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１，２…中性子捕捉療法システム、１０…中性子線生成部、１１…加速器、１２…負イオン源、１３…ビーム輸送部、１３Ａ…ビームダクト、１３Ｂ…四極電磁石、１３Ｃ…電流モニタ、１３Ｄ…走査電磁石、１４…中性子線照射部、１４Ａ…ターゲット、１４Ｂ…減速材、１４Ｃ…遮蔽体、１４Ｄ…コリメータ、１４ａ…開口、２０…被照射体載置部、３０，５０…ガンマ線検出部、３１…放出部、３１ａ…隣接面、３１ｂ…入射面、３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ…側面、３２…増幅部、３２ａ…入射窓、３３…第１中性子線遮蔽部、３４…第２中性子線遮蔽部、３５…ガンマ線遮蔽部、３６…ガンマ線検出用コリメータ、４０…制御部、５０…ガンマ線検出部、１００…中性子捕捉療法用ガンマ線検出器、Ｇ…ガンマ線、Ｈ…患者（被照射体）、Ｎ…中性子線、Ｐ…荷電粒子線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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