大気取出し陽子線を用いた2次元元素マッピングSPECT-PIXE分析法の開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14380254
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 遠藤 暁 広島大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90243609)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小島 康明 広島大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80314730) ; 星 正治 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 教授 (50099090) ; 静間 清 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10127657) ; 石川 正純 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 助手 (80314772)
• Keywords: PIXE / SPECT / 元素マッピング

Research Abstract

マイクロビームラインを有しないビームラインにおいてマイクロビームPIXEと同程度以上の位置分解能のPIXE2次元元素マッピングができる可能性を有する新しいPIXE分析技術(SPECT手法を併用したPIXE分析法:以下SPECT-PIXE分析法と呼ぶ)の開発と確立を目指す。このために、(1)CdTe検出器によるPIXE測定が可能であること、なおかつ、(2)大気取出しした陽子線で測定が行えることを確かめる。続いて(3)SPECT法を用いた測定器配置、ピンホールコリメータの設計のためにモンテカルロシミュレーションを行う。(4)コリメータの製作と性能評価を行った後、最適条件を決定する。最後に(5)試験機の装置の製作、性能試験に取りかかる。
本研究年度においては、イメージインテンシファイアーを併用したCCDカメラを用いてX線カメラの作成を行った。このX線カメラは、CdTe検出器アレイを模擬した検出器の測定シミュレーションに利用するとともに、実際のPIXE測定が実現した際のモニターとして用いる可能性もある。測定試験の結果検出器表面において90μmの位置分解能が確認された。この値は、10:1の拡大率を持つピンホールコリメータを用いた際には、X線の位置分解能として9μmを与えることに相当する。
また、モンテカルロシミュレーションを用いたピンホールコリメータ設計の第1段階として、1mmφの円筒形検出器をアレイ状に配置し、Fe-KX線を仮定した模擬計算を行った。5:1の拡大率を持つピンホールコリメータで、X線源の形状としてリング状、線状、円状を用いて計算を行った結果、アレイ検出器上において確かにX線源を反映したプロファイルが得られることが確認された。得られたX線源画像を用いて分解能とコリメータ径の関係を求めたところコリメータ径は、0.1mm以下が必要と考えられる。