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Development of high-precision beam energy control technology for clinical RI production

Research Project

Project/Area Number 20K08014
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionNational Institutes for Quantum Science and Technology

Principal Investigator

Miyawaki Nobumasa  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線高度利用施設部, 主任研究員 (90370478)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 渡辺 茂樹  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 主幹研究員 (10450305)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywordsアスタチン / RI製造 / サイクロトロン / ビームエネルギー
Outline of Research at the Start

アルファ線核医学治療の候補核種であるアスタチン-211(At-211)の製造では、加速器からのビームのエネルギーの僅かな差で生成率が大きく変化し、エネルギーが高いと化学的に分離不能なAt-210の生成及びこれの壊変による放射性毒性の高い核種が生じる。臨床用At-211の製造プロセスでは収量の最大化と高品質化の両立が極めて重要である。高強度ビームの供給が可能なサイクロトロンはAt-211の製造に適するが、ビームエネルギーの再現性に最大1%程度の幅があり、エネルギーを精度良く制御する必要がある。本研究では、サイクロトロンの高精度ビームエネルギー制御技術の開発を試み、収量の最大化と高品質化を目指す。

Outline of Final Research Achievements

We have conducted research on the development of high-precision beam energy control techniques for astatine (At-211), which is produced by irradiating a bismuth (Bi) target with a helium (He) beam accelerated by a cyclotron, in order to prevent contamination of At-210 and maximize the yield of At-211. The optimum cyclotron parameters for beam energy control were found and the beam energy could be changed continuously, and the mechanism was clarified. It was shown experimentally that the irradiation can be carried out under the condition of high production rate of At-211 without production of At-210.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究ではサイクロトロンのビームエネルギーを連続的に変更できることを実証するとともに、従来の薄い金属板でエネルギーを減弱する手法に比べて臨機応変に素早くエネルギー変更が可能である事を示した。本成果は、ビームエネルギーに敏感なRIの多量製造に対しての有用性示すものであり、加速器科学の学術的意義がある。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Open Access: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Experimental study of beam energy control at the TIARA AVF cyclotron2023

    • Author(s)
      N. Miyawaki, S. Watanabe, H. Kashiwagi, N. S Ishioka, S. Kurashima, M. Fukuda
    • Journal Title

      Proceedings of the 23rd International Conference on Cyclotrons and their Applications

      Volume: -

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] TIARA AVF サイクロトロンの高精度ビームエネルギー制御の検討2023

    • Author(s)
      宮脇信正, 渡辺茂樹, 柏木啓次, 石岡典子, 倉島俊, 福田光宏
    • Journal Title

      Proceedings of the 19th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan

      Volume: - Pages: 889-892

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Measurement test of beam energy and position monitor system in the beam transport line for RI production2023

    • Author(s)
      N. Miyawaki, H. Kashiwagi, S. Kurashima, S. Watanabe and N. S Ishioka
    • Journal Title

      QST Takasaki Annual Report 2021

      Volume: QST-M-39 Pages: 100-100

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Presentation] Experimental study of beam energy control at the TIARA AVF cyclotron2022

    • Author(s)
      N. Miyawaki, S. Watanabe, H. Kashiwagi, N. S Ishioka, S. Kurashima, M. Fukuda
    • Organizer
      23rd International Conference on Cyclotrons and their Applications
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] TIARA AVF サイクロトロンの高精度ビームエネルギー制御の検討2022

    • Author(s)
      宮脇信正, 渡辺茂樹, 柏木啓次, 石岡典子, 倉島俊, 福田光宏
    • Organizer
      第19回日本加速器学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] TIARA AVF サイクロトロンにおけるRI製造用ビームラインのビームエネルギー・位置モニターの開発2021

    • Author(s)
      宮脇信正、渡辺茂樹、柏木啓次、石岡典子、倉島俊、福田光宏
    • Organizer
      第18回日本加速器学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ビームエネルギー・位置モニターの導入とビーム測定テスト2021

    • Author(s)
      宮脇信正、渡辺茂樹、柏木啓次、石岡典子、倉島俊
    • Organizer
      QST高崎サイエンスフェスタ2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] TIARA AVF サイクロトロンの低エネルギービーム輸送系におけるビーム輸送効率改善の検討2020

    • Author(s)
      宮脇信正、柏木啓次、石岡典子、倉島俊、福田光宏
    • Organizer
      第17回日本加速器学会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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