中性子線・陽子線・Bragg peak

🧠 中性子線は核反応で生じる二次荷電charged荷電（charged）charged（荷電）粒子を介して間接電離し、陽子線proton beam陽子線（proton beam）proton beam（陽子線）は飛程range (of radiation in matter)飛程（range (of radiation in matter)）range (of radiation in matter)（飛程）末端へ線量を集中するブラッグピークBragg peakブラッグピーク（Bragg peak）Bragg peak（ブラッグピーク）を示す。

中性子線の相互作用

中性子は無電荷なので電子とは強く相互作用せず、原子核との弾性散乱、非弾性散乱、捕獲capture (electron/neutron capture)捕獲（capture (electron/neutron capture)）capture (electron/neutron capture)（捕獲）を起こす。水素核との弾性衝突elastic collision弾性衝突（elastic collision）elastic collision（弾性衝突）で生じる反跳recoil反跳（recoil）recoil（反跳）陽子や、捕獲capture (electron/neutron capture)捕獲（capture (electron/neutron capture)）capture (electron/neutron capture)（捕獲）反応の二次放射線が電離を担う。相互作用は中性子エネルギーと核種に強く依存し、その生物効果は放射線加重係数radiation weighting factor放射線加重係数（radiation weighting factor）radiation weighting factor（放射線加重係数）にも反映される。

陽子のブラッグピーク

陽子は物質中で電離しながら減速deceleration減速（deceleration）deceleration（減速）し、速度が落ちるほど単位距離あたりのエネルギー損失が増える。飛程range (of radiation in matter)飛程（range (of radiation in matter)）range (of radiation in matter)（飛程）末端直前に線量が最大となり、その先では急減する。

flowchart TD
  A["陽子を設定エネルギーで入射"] --> B["入口部で比較的低い線量"]
  B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='deceleration'>減速</span>に伴いLETが上昇"]
  C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='range (of radiation in matter)'>飛程</span>末端で<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Bragg peak'>ブラッグピーク</span>"]
  D --> E["ピークより深部の出口線量が小さい"]
  E --> F["複数エネルギーを重ねて腫瘍厚へ拡張ピーク"]

治療での使い分け

陽子線治療proton beam therapy陽子線治療（proton beam therapy）proton beam therapy（陽子線治療）ではエネルギーで到達深度を調整し、複数のピークを重ねて標的体積target volumes標的体積（target volumes）target volumes（標的体積）を覆う。体内密度の誤差や臓器運動はピーク位置をずらすため、深部線量と画像誘導が重要になる。中性子線は高い生物効果をもつが、線量分布と防護が複雑である。

まとめ

• 中性子は核反応で二次荷電charged荷電（charged）charged（荷電）粒子を作り、間接的に電離する。
• 陽子は減速deceleration減速（deceleration）deceleration（減速）末期にブラッグピークBragg peakブラッグピーク（Bragg peak）Bragg peak（ブラッグピーク）を形成し、出口線量を抑えられる。
• 陽子治療では到達深度の不確かさと標的厚を考えてエネルギー分布を設計する。