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Develop of RPL radiometer realizing measurement of heavy ion distribution and real time profiling

Research Project

Project/Area Number 21K12522
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 80040:Quantum beam science-related
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

Hanaizumi Osamu  群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (80183911)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsリン酸塩ガラス / ユウロピウム酸化物 / 放射線光ルミネセンス / ドシメータ / ユウロピウム酸化物粉 / ラジオフォトルミネセンス / その場線量計測 / 重粒子線 / X線 / 物理線量分布 / ラジオフォトルミネッセンス / 線量計測
Outline of Research at the Start

従来、積算型放射線被ばく線量計として用いられているラジオフォトルミネセンス(RPL)型線量計について、活性中心の複合多重化により、重粒子線がん治療場におけるその場評価型ビームプロファイリングと品質管理に必要な線量分布測定を同一材料で実現可能な簡便な発光材料の開発を目指す。銀活性リン酸塩ガラス内部に銀以外の活性中心種とし新たに確認された錫(Sn)、マンガン(Mn)、アルミニウム(Al)による白色蛍光中心を、RPL現象を示す銀(Ag)や銅(Cu)と共添加する技術を開発し、既存のガフクロマティックフィルムやイメージングプレートでは達成できない線量分布記録とその場ビーム測定を同時に実現させる。

Outline of Final Research Achievements

We developed a method to co-dope active centers other than silver and achieved simultaneous integrated dosimetry and real-time measurement in a device. We demonstrated the feasibility of real-time radiation measurement using a phosphate glass containing europium oxide powder. Furthermore, by adding aluminum and tin to the substrate, we identified another strong luminescent center in the phosphate glass and observed broadband white luminescence under deep ultraviolet excitation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高い信頼性を持つ個人用ドシメータとして広く使用されているリン酸塩ガラスは、放射線光ルミネセンスの現象を示し、これはデバイスに被曝した放射線の総 量に対応するがこれを使用した放射線のリアルタイム測定の可能性は、ビルドアップ効果のためにまだ完全に保証されていなかった。我々の研究により、蛍光中心を銀活性剤と組み合わせることで、RPL読み出し中のバックグラウンドノイズなしでリアルタイム放射線検出と測定の可能性を拡大できる可能性が示された。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (3 results) (of which Open Access: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Optical Characterization of Phosphate Glass with Additional Aluminum/Tin Impurities2022

    • Author(s)
      Akiyama Shun、Sasaki Aika、Nakajima Runa、Hasegawa Daichi、Iizuka Kazuya、Kimura Shigetaka、Akagami Tomoki、Kitagawa Yuichi、Hanaizumi Osamu、Kada Wataru
    • Journal Title

      Sensors and Materials

      Volume: 34 Issue: 2 Pages: 735

    • DOI

      10.18494/SAM3697

    • ISSN
      0914-4935, 2435-0869
    • Year and Date
      2022-02-21
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ion beam induced luminescence (IBIL) analysis of europium-activated phosphate glass micro-beads scintillators at clinical carbon beam therapy field2022

    • Author(s)
      Akiyama Shun、Nakajima Runa、Sasaki Aika、Kimura Shigeki、Iiduka Kazuya、Akagami Yuki、Sakai Makoto、Hanaizumi Osamu、Kada Wataru
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series

      Volume: 2326 Issue: 1 Pages: 012012-012012

    • DOI

      10.1088/1742-6596/2326/1/012012

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Development of micrometer-scaled aluminum-enriched phosphate glass beads with a silver activator for real-time profile measurement of a clinical carbon beam2022

    • Author(s)
      Akiyama Shun、Sasaki Aika、Kimura Shigetaka、Iiduka Kazuya、Akagami Yuki、Sakai Makoto、Hanaizumi Osamu、Kada Wataru
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 62 Issue: 1 Pages: 010615-010615

    • DOI

      10.35848/1347-4065/aca457

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of a convenient real-time radiation monitoring and measurement device by utilizing phosphate glass with aluminum impurities2023

    • Author(s)
      Sota Orimo, Tatsuki Amanuma, Shun Akiyama, Saya Ono, Satoe Konta, Ryota Sindo, Makoto Sakai, Osamu Hanaizumi, Yohei Inaba, and Wataru Kada
    • Organizer
      IBAPIXE2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characterization of fluorescent nuclear track detector based on phosphate glass with silver and europium activator by focused proton microbeam2022

    • Author(s)
      Wataru Kada, Aika Sasaki, Nozomu Kosuge, Shun Akiyama, Sota Orimo, Shigetaka Kimura, Kazuya Iiduka, Yuki Akagami, Naoto Yamada, Takahiro Satoh, Osamu Hanaizumi, and Yasuyuki Isihii
    • Organizer
      18th International Conference on Nuclear Microprobe Technology and Applications (ICNMTA2022)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 重粒子線がん治療場でのリアルタイム計測を目的としたリン酸塩ガラス材料素子の高度化2022

    • Author(s)
      加田 渉、佐々木 愛加、秋山 駿、中嶋 留奈、木村 成孝、飯塚 和也、長谷川 大地、赤上 友基、酒井 真理、花泉 修
    • Organizer
      極限的励起状態の形成と量子エネルギー変換研究グループ第六回研究会(および第22回次世代先端光科学研究会)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 集束陽子マイクロビームによる銀,ユーロピウム共添加リン酸塩ガラス線量計の蛍光飛跡検出器としての応答評価2022

    • Author(s)
      加田 渉、佐々木 愛加、織茂 颯汰、小菅 臨、秋山 駿、木村 成孝、飯塚 和也、赤上 友基、山田 尚人、佐藤 隆博、花泉 修、石井 保行
    • Organizer
      2022年 第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Al,Sn添加によるリン酸塩ガラスRPL線量計に生じる発光の特性評価2021

    • Author(s)
      秋山駿、佐々木愛加、中嶋留奈、長谷川大地、飯塚和也、赤上友基、北川雄一、花泉修、加田渉
    • Organizer
      第19回次世代先端光科学研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Ion beam induced luminescence (IBIL) analysis of europium-activated phosphate glass micro-beads scintillators at clinical carbon beam therapy field2021

    • Author(s)
      Shun Akiyama、Runa Nakajima、Aika Sasaki、Shigetaka Kimura、Kazuya Iiduka、Yuki Akagami、Makoto Sakai、Osamu Hanaizumi, Wataru Kada
    • Organizer
      25th International Conference on Ion Beam Analysis
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 花泉研究室HP

    • URL

      http://hanaizumi.ei.st.gunma-u.ac.jp/

    • Related Report
      2022 Research-status Report 2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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