Purpose: 本研究は、密封小線源の空気カーマ強度の計算に含まれる各種量が、この重要な値の最終値へどのように影響するかを詳細に調べることを目的とする。具体的には、密封小線源に用いられるβ放射性同位体から放出される電子の役割、\(\mu_{\mathrm{en}}/\rho\) を \(\mu_{\mathrm{tr}}/\rho\) の代わりに用いることの影響、検出された光子フルエンスを決定するために用いるビンの大きさが空気カーマ強度の最終値に与える影響、考慮する光子エネルギーしきい値との依存性、ならびにシミュレーションをどの程度詳細に行うかが計算結果に与える影響を検討した。
Methods: モンテカルロコードPENELOPEを用い、TG-43U1プロトコルに従って空気カーマ強度\(S_K\)を計算した。定義中に含まれる\(S_K\)の各構成要素がその最終値にどのように影響するかを明らかにするため、詳細度の異なるシミュレーション、電子輸送パラメータ、カットオフエネルギーを変えた様々な計算を行った。計算は \( {}^{60}\mathrm{Co} \) Flexisource Co-60 HDR および \( {}^{192}\mathrm{Ir} \) microSelectron mHDR-v2r ソースについて実施した。
Results: 電子の生成と輸送を完全に無視すると、Flexisourceでは\(S_K\)が0.10%（2.0\(\sigma\)）変化し、microSelectronでは0.29%（14.1\(\sigma\)）変化することが分かった。この効果は、\( {}^{192}\mathrm{Ir} \) から放出される電子が、\( {}^{60}\mathrm{Co} \) から放出される電子より平均的により高いエネルギーを持つため、後者でより大きい。計算の他の要素は同程度またはそれ以上の変化を生む。例えば、\(\mu_{\mathrm{tr}}/\rho\) を \(\mu_{\mathrm{en}}/\rho\) で置き換えると、Flexisourceでは\(S_K\)は0.39%（7.9\(\sigma\)）減少し、microSelectronでは0.08%（3.9\(\sigma\)）減少する。光子フルエンス率をスコアするために用いるエネルギーバンの大きさを1 keVから10 keVへ増やすと、Flexisourceでは\(S_K\)が0.22%（4.4\(\sigma\)）増加し、microSelectronでは0.49%（23.6\(\sigma\)）の減少が得られる。空気組成も影響し、乾燥空気の代わりに40%湿潤空気を考えると最大0.16%の変化が生じる。さらに、空気カーマ率の計算に用いる低エネルギー光子しきい値を変えることで、最大0.10%の同様の効果が得られる。最後に、完全に詳細な電子輸送スキーム、あるいは混合した電子輸送スキームを用いてシミュレーションを行った場合、1.7\(\sigma\)以内で有意な差は見いだされなかった。
Conclusions: 本研究で解析した問題全体の観点では、モンテカルロシミュレーションで計算されるカーマに対して電子は影響しないように見えるかもしれないが、本研究で行った電子の役割に関するより詳細な検討は、無視できない有意な効果が得られた空気カーマ強度に対して電子が影響し得ることを示している。加えて、空気カーマ強度への寄与が合算されることで全体として約1%の効果を生じ得るため、他の要素も考慮する必要がある。
https://doi.org/10.20944/preprints202609.0134.v1