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Development of neutron energy distribution evaluation technique for accelerator-based BNCT

Research Project

Project/Area Number 16K21679
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Quantum beam science
Medical Physics and Radiological Technology
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

Masuda Akihiko  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (70549899)

Research Collaborator MATSUMOTO Tetsuro  
HARANO Hideki  
KUMADA Hiroaki  
TAKADA Kenta  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords中性子 / 放射線計測 / ホウ素中性子捕捉療法 / BNCT / 大強度中性子 / ボナー球 / シンチレーター / 放射線治療 / 加速器中性子源 / スペクトル / エネルギー / アンフォールディング / 加速器 / 放射線
Outline of Final Research Achievements

Neutron energy distribution measurement technique for accelerator-based boron neutron capture therapy (BNCT) was developed in this project. Firstly, neutron spectral fluence of weak beams of an accelerator-based BNCT facility was measured using a conventional Bonner sphere spectrometer (BSS) based on a He-3 proportional counter and applicability of the Bonner unfolding method for BNCT neutrons was demonstrated. Thereafter, a new BSS using lithium-glass scintillators was developed to measure the therapy-level intense neutron beam directly. Gamma-ray correction method using a pair of the Li-6- and Li-7-glass scintillators and the current integration measurement of PMTs' output were employed. After characteristic evaluation, the new BSS was used to measure the intense neutron beams at the accelerator-based BNCT facility.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

加速器BNCTでは、小型加速器による大強度中性子発生技術が急速に進展した一方で、生成した中性子ビームを実験的に精密測定する技術の開発が強く望まれていた。本研究では、BNCT用加速器中性子源の実機に対する中性子スペクトル測定に成功し手法の有効性を実証するとともに、治療レベルの大強度中性子のエネルギー分布を直接測定できる検出器を開発した。これらの過程で、BNCT用中性子の特性に応じた測定ノウハウも蓄積された。これらを活用・発展させることで、BNCT治療実績の向上に貢献できるだけでなく、大強度中性子の測定技術そのものの発展にも寄与できると考えている。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Neutron spectral fluence measurements using a Bonner sphere spectrometer in the development of the iBNCT accelerator-based neutron source2017

    • Author(s)
      Masuda Akihiko、Matsumoto Tetsuro、Takada Kenta、Onishi Takahiro、Kotaki Kohei、Sugimoto Hidenori、Kumada Hiroaki、Harano Hideki、Sakae Takeji
    • Journal Title

      Applied Radiation and Isotopes

      Volume: 127 Pages: 47-51

    • DOI

      10.1016/j.apradiso.2017.05.010

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 加速器BNCTにおける中性子エネルギー分布測定技術の開発2019

    • Author(s)
      増田 明彦
    • Organizer
      京都大学複合原子力科学研究所 専門研究会 放射線治療と放射線防護のための放射線計測に関する研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 大強度中性子用 BSS の開発と加速器 BNCT 施設での測定2019

    • Author(s)
      増田 明彦、松本 哲郎、熊田 博明、高田 健太、田中 進、南 雄己、堀 順一、櫻井 良憲、佐野 忠史、原野 英樹、榮 武二
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Demonstration of BSS unfolding method for BNCT neutron field and development of new BSS using Li-glass scintillators coupled with current-mode-operated PMTs for intense neutron field2018

    • Author(s)
      Akihiko Masuda, Tetsuro Matsumoto, Hiroaki Kumada, Kenta Takada, Jun-ichi Hori, Yoshinori Sakurai, Tadafumi Sano, Hideki Harano, Takeji Sakae
    • Organizer
      2018 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 加速器大強度中性子源用ボナー球スペクトロメーターの開発と特性評価2018

    • Author(s)
      増田 明彦、松本 哲郎、熊田 博明、高田 健太、堀 順一、櫻井 良憲、佐野 忠史、原野 英樹、榮 武二
    • Organizer
      2018年 第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 中性子標準技術の応用研究(高エネルギー中性子、BNCT)2018

    • Author(s)
      増田 明彦
    • Organizer
      第69回 放射線計測研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 先進医療開発を支える高精度中性子計測技術2018

    • Author(s)
      増田 明彦、松本 哲郎、原野 英樹
    • Organizer
      JASIS2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] BNCT加速器中性子源の開発段階における中性子スペクトラルフルエンスの実験的評価2017

    • Author(s)
      増田明彦、松本哲郎、高田健太、大西貴博、小滝幸平、杉本英法、熊田博明、原野英樹、榮武二
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2017-03-17
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Liガラスシンチレータを用いた電流モードによる測定と応用2017

    • Author(s)
      松本哲郎、増田明彦、原野英樹、堀順一、佐野忠史
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2017-03-15
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] ホウ素中性子捕捉療法向けの熱外中性子エネルギー分布測定2017

    • Author(s)
      増田明彦、松本哲郎、原野英樹、高田健太、熊田博明
    • Organizer
      2016年度 計量標準総合センター成果発表会
    • Place of Presentation
      産業技術総合研究所(茨城県)
    • Year and Date
      2017-01-27
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Liガラスシンチレータを用いた電流モードによる測定法の精密化に関する研究2017

    • Author(s)
      松本哲郎、増田明彦、原野英樹、堀順一
    • Organizer
      2016年度 計量標準総合センター成果発表会
    • Place of Presentation
      産業技術総合研究所(茨城県)
    • Year and Date
      2017-01-27
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] がん治療用中性子ビームのエネルギー分布測定技術2017

    • Author(s)
      増田 明彦、松本 哲郎、原野 英樹、熊田 博明、高田 健太、大西 貴博、榮 武二
    • Organizer
      JASIS2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 加速器BNCT施設における中性子スペクトラルフルエンス評価2017

    • Author(s)
      増田 明彦、松本 哲郎、熊田 博明、高田 健太、大西 貴博、原野 英樹、榮 武二
    • Organizer
      第60回放射線化学討論会
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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