2017 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 | 放射線、X線、粒子線 / ガンマ線 / コンプトンカメラ / 半導体検出器 / 結晶成長 / 臭化タリウム / 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29年度はTlBr検出器開発、陽子線照射場イメージングを目指した即発ガンマ線計測を中心に研究を行った。
1. 前年度に引き続き、結晶素材の純化および結晶育成を行い、TlBr検出器を製作した。今年度は特に検出器製作における歩留まり改善に注力した。帯域精製法による素材の純化では、安定して素材純化が行えるように改善を行った。結晶育成、電極形成技術の検討を行い、安定してTlBr検出器を製作することに成功した。
2. 陽子線治療における線量分布の可視化を目指して、TlBr検出器を用いた陽子線照射による水からの即発ガンマ線計測実験を行った。東北大学サイクロトロン・ラジオアイソトープセンターの930型AVFサイクロトロンを用いて、80 MeVの陽子線を水に照射し、その際に発生する即発ガンマ線をピクセル型TlBr検出器を用いて計測した。ピクセル型TlBr検出器を用いて即発ガンマ線の検出に成功することができた。
以上の様に平成29年度は検出器の開発、即発ガンマ線計測実験を行い、TlBr検出器を用いたコンプトンカメラ実現に向けて基礎から応用までを幅広く研究した。
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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
平成29年度はTlBr検出器の製作技術の改善を行い、安定して検出器を製作できる技術を確立した。また、陽子線照射場イメージングを目指した即発ガンマ線の計測をピクセル型TlBr検出器を用いて成功することができた。以上の成果は本研究の目的達成に大きく貢献するものである。このため、本研究は概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 |
今後は以下の推進方策に従って研究を推進し、本研究の目的達成を目指す。
・検出器の母材となるTlBr結晶の育成を行う。現在までの研究に引き続き、結晶の大型化、高純度化、高品質化を目的に研究を行う。
・検出器の大型化に向けた研究を推進する。現在までの研究に引き続き、電極形成技術、信号読み出し技術の開発を行う。特に検出器のピクセル電極と読み出し回路基板との接続方法に関する研究を行い、検出器の大型化を実現する。
・TlBr検出器からの信号を用いたコンプトンイメージング方法の改善を行う。前年度に引き続き、画像再構成技術の開発を行い、空間分解能の改善を目指す。
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