2016 Fiscal Year Annual Research Report
超高感度半導体臭化タリウムを用いた散乱吸収一体型コンプトンカメラの開発
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15H02523
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
人見 啓太朗 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60382660)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小野寺 敏幸 東北工業大学, 工学部, 講師 (10620916)
渡辺 賢一 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (30324461)
金 聖潤 東北大学, 工学研究科, 准教授 (50574357)
長野 宣道 東北大学, 工学研究科, 助教 (60757673)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | コンプトンカメラ / 臭化タリウム / 半導体検出器 / 位置敏感型検出器 / ガンマ線検出器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コンプトンカメラは核医学診断においては複数元素同時イメージング、粒子線治療においては線量分布の可視化への応用が期待されている。しかしながら、既存のコンプトンカメラはそれらの応用で利用されるガンマ線に対して感度が十分ではないという問題がある。本研究は超高感度半導体、臭化タリウム(TlBr)を用いた散乱吸収一体型のコンプトンカメラを開発し、高エネルギーのガンマ線に対して高感度を示すコンプトンカメラの実現を目的とする。
平成28年度はTlBr結晶育成、コンプトンイメージング取得を中心に研究を行った。
1. コンプトンカメラを実現するためには大型のTlBr結晶が必要となる。大型のTlBr結晶を育成するために今年度は垂直ブリッジマン法を採用した。帯域精製法により純化した高純度TlBr素材を用いて垂直ブリッジマン法にて直径1インチの大型TlBr結晶の育成に成功した。育成した結晶はガンマ線検出器材料として良好な電荷輸送特性を示した。
2. ピクセル型TlBr検出器を製作した。室温において137Csおよび60Co線源からのガンマ線をTlBr検出器に照射した。製作した検出器からの信号の同時読み出しを行い、信号波形データをハードディスクに格納した。波形解析を行い、検出器中でガンマ線がコンプトン散乱した後に光電吸収された事象を抽出した。複数回相互作用事象を用いてコンプトンイメージの取得を行った。137Csおよび60Coからのガンマ線のコンプトンイメージ取得に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
大型の1インチTlBr結晶の育成に成功した。ピクセル型検出器を用いてガンマ線のコンプトンイメージの取得に成功した。以上の成果は本研究で目指しているコンプトンカメラ実現に大きく貢献するものである。このため本研究はおおむね順調に進展していると結論づけられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は以下の研究を推進して、本研究の目的である散乱吸収一体型のコンプトンカメラの実現を目指す。
・結晶育成 検出器の材料となるTlBr結晶の育成方法の改善を進める。特に結晶の大型化、高純度化、高品質化を目的に研究を行い、高純度・大型TlBr結晶の育成を目指す。
・検出器製作 大型結晶を用いて検出器の大型化を目指す。電極形成技術、電極結線技術、信号読み出し技術の開発を行い、散乱吸収一体型のコンプトンカメラを実現するTlBr検出器の開発を推進する。
・画像再構成技術 TlBr検出器から得られる信号からガンマ線のコンプトンイメージを取得するために最適な画像再構成方法の開発を行う。複数核種からのガンマ線を高空間分解能でイメージングする技術の開発を推進する。
・耐放射線性評価 高線量場におけるTlBr検出器の使用を想定して、耐放射線性の評価を行う。ガンマ線場、陽子線場などにTlBr検出器を置き、その特性変化を観察することにより、TlBr検出器の耐放射線性を評価する。
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Research Products
(13 results)
