Development of a current-mode neutron gas detector with a large dynamic range for BNCT
| Project/Area Number |
21H03755
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 80040:Quantum beam science-related
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
松本 哲郎 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, 上級主任研究員 (70415793)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀 順一 京都大学, 複合原子力科学研究所, 教授 (30362411)
増田 明彦 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)
黒澤 忠弘 国立研究開発法人産業技術総合研究所, AIST Solutions室, 室付 (90356949)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥15,730,000 (Direct Cost: ¥12,100,000、Indirect Cost: ¥3,630,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
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| Keywords | ガス検出器 / 指頭型電離箱 / 電流モード / ホウ素中性子捕捉療法 / 中性子飛行時間 / 中性子標準 / トレサビリティー / 電流モード中性子検出器 / 中性子ガス検出器 / BNCT / ダイナミックレンジ / トレーサビリティ / シミュレーション |
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| Outline of Research at the Start |
加速器ホウ素中性子捕捉療法（BNCT）において、施設ごとに異なる中性子特性を統一的な基準で測定できる技術の確立が必要とされている。本研究では、校正施設とBNCT施設の４～５桁の中性子強度の違いをつなぐことが可能な大きなダイナミックレンジを持った中性子検出器の開発を行う。その方法として電流モード中性子ガス検出器を開発する。電流モード検出器の課題であるn-g弁別、測定で生成される水素成分の影響などを明らかにし、校正施設からのトレーサビリティに必要な測定技術を確立する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ガス検出器にガスを充てんするために、ガス評価システムを確立し、さらに実験中のガス圧の変動をモニタ出来るようにした。アルゴンガスと3Heガスの組み合わせの試作したガス検出器を京都大学複合原子力科学研究所の電子ライナックを用いた白色中性子源を用いて特性評価を行った。パルスモードでの中性子飛行時間測定では、2021年度の窒素と3Heガスとの組み合わせによる結果と比較して、S/Nは極めて良く改善した。3He(n,p)T反応で生成した陽子及びトリトンがアルゴンガスを充てんすることによってチャンバー内で止まり、十分に電荷付与が行われていることを示している。また、電流モードでは、昨年購入した従来の医療現場等でも使用される精密電位計を導入し、電流測定における不確かさが大幅に低減できた。電流モードで、印加電圧を0 Vから900 Vまで変化させて出力を観察した。その結果、電離領域、比例領域が明確に観測でき、電離領域で使用するための印加電圧範囲を確定することができた。電離領域における測定において、熱中性子1フルエンス(cm^-2)当たり4×10^-7 nAの出力が得られることが分かった。産総研中性子標準場と加速器BNCTで使用される熱外中性子1×10^9 /cm^2/s以上の場で使用できることが示され、今後、BNCTの病院へ中性子標準のトレーサビリティ確立のために、この検出器を使用できる見込みが立った。また、加速器施設などにおける大強度中性子場における中性子計測のオプションが増えた。ただし、中性子フルエンス率と電流出力の線形性評価、中長期的安定性などの詳細評価の課題がまだあり、継続的な研究が必要である。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(9 results)
