LET（線エネルギー付与）｜1 μmの水の中の電離と、陽子線・重粒子線・X線・α線のちがい（モンテカルロシミュレーション）

放射線が1 μm進むあいだに与えるエネルギー（LET）は、放射線の種類で1000倍ほどもちがいます。陽子線・重粒子線では、止まる直前でLETが急に大きくなります。 1 μmの水の中で粒子1個が起こす電離をすべて追跡し、陽子線・重粒子線のLETの分布を水の箱の中で計算しました（モンテカルロシミュレーション：放射線の動きを1つずつ追いかけて計算する方法）。 ▼この動画でわかること ・LET（線エネルギー付与）＝1 μm進むあいだに与えるエネルギー（keV/μm）。重い粒子・遅い粒子ほど電離が密でLETが大きい ・1粒子が1 μmの水で電離する数：電子1 MeV 4、陽子150 MeV 17、炭素290 MeV/u 291、陽子2 MeV 574、α線5 MeV 3259、炭素10 MeV/u 5947 ・放射線の種類でLETは約1000倍ちがう：X線（はじき出された電子）120 kV 約3.3・6 MV 約0.4、電子線12 MeV 約0.3、α線5 MeV 約90〜229 keV/μm ・陽子線150 MeV：入口 約0.9 → ピーク 約7.4 keV/μm。炭素線290 MeV/u：入口 約14 → ピーク 約207 keV/μm（止まる直前で急に大きくなる） ・ピークを重ねた拡大ブラッグピークの中でも、奥ほどLETが大きい ・放射線防護では、LETの大きい放射線に大きな重みをつける：線質係数Q(L)（ICRP 60）は約100 keV/μmで最大（その先はエネルギーが余り、かえって下がる）、放射線加重係数は光子・電子1、陽子2、α線・重イオン20、中性子2.5〜20（ICRP 103） ▼チャプター 00:00 同じ1 μmでも電離の数がちがう 00:08 1 μmの水の中の電離とLET 00:24 重い粒子・遅い粒子ほど密 00:46 放射線の種類とLET 01:02 陽子線のLET 01:20 重粒子線のLET 01:38 深さとLET 01:54 拡大ブラッグピークのLET 02:10 放射線防護とLET 02:28 電離が密だと 02:44 まとめ ▼計算の条件 ・モンテカルロシミュレーションによる計算例です（実測ではありません）。 ・1 μmの絵：1 μm角の水の中で粒子1個が通ったときの、粒子とはじき出された電子の動きをすべて追跡し（トラック構造計算）、電子がはじき出された点を電離として数えたもの ・LET：水での線量平均LET。水の箱（40×40×40 cm）に、線源から水面まで100 cm、照射野10×10 cm相当のビームを上から当て、中心の近く（半径3 cm以内）を深さ1 mmごとに計算 ・陽子線は陽子のLET（原子核反応でできた重い粒子は含めない。含めるとまれな反跳核のため平均が数倍になる）。水の箱の中の色は深さごとのLET（線量が最大の2%未満の所は灰色） ・X線のLETは、X線がはじき出した電子のLET。α線5 MeVは水の中の1 μmごとのLET ・拡大ブラッグピーク：陽子線 120〜147.5 MeVの12本、炭素線 225〜280 MeV/uの12本を、深さ10.5〜15 cmに合わせて重ねた例（炭素線は、それぞれのピークを実際の治療のリップルフィルターのように深さ方向に少し広げた） ▼大事なこと LETは放射線の「質」を表す量のひとつです。電離が密だとDNAの近くで傷がまとまりやすく、同じ線量でも細胞への効果（RBE）が大きくなりやすいため、放射線防護の重み（放射線加重係数）や粒子線治療の計画の考え方の基になっています。 ▼チャンネル登録で見られること 「見えない放射線を見る」シリーズでは、X線撮影・CT・X線透視の散乱線や自然放射線など、目に見えない放射線の広がりを、同じ計算方法で3Dにして解説しています。    / @labfujibuchi8974   ▼出典・所属 線質係数Q(L)：ICRP Publication 60（1990） 放射線加重係数：ICRP Publication 103（2007） 九州大学 藤淵研究室 計算：モンテカルロシミュレーション／3D可視化：ParaView／音楽：オリジナル #LET #放射線 #粒子線治療