2019 Fiscal Year Annual Research Report
Challenges for neutron imaging toward low-dose particle therapy
| Project/Area Number |
17H06298
|
|---|
| Research Institution | Waseda University |
|---|
Principal Investigator |
片岡 淳 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90334507)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
|
| Keywords | 中性子イメージング / 粒子線治療 / 2次被ばく / TOF弁別 / PSD弁別 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は最終年度であり、これまで開発したすべての要素技術を組み合わせ最適構成の中性子カメラを完成した。装置は 16ユニットのn/γ波形弁別型シンチレータEJ299-34およびウルトラバイアルカリ小型PMT(R9880-210U)から構成され、Geant4シミュレーションにより前段・後段の配置とパラメータを最適化した。各PMTの信号は1GHzクロックによる高速波形サンプリング16chシステムで取得し、PSD弁別(Pulse Shape Discrimination)によりn/γ弁別を行う。続いて前段・後段のトリガタイミングから TOF(Time-of-Flight)分布を取得し、MeV 以下のエネルギーをもつ中性子のみを効率よく選別する。まず実験室において252^Cf を用いた実測で各種調整を行い、期待される性能を確認した。続いて放医研サイクロトロン施設でコリメータを模した真鍮ファントムに70MeV、100pAの陽子線ビームを打ちこみ、そこから発生する二次中性子を撮影した。PSD/TOF 弁別で膨大なガンマ線バックグラウンドを除去することに成功し、MRP-EM法(iteration回数 40)で画像再構成を試みた。線源方向を0°,15°, 30°としたときの再現性は 0.48±1.26°,15.2±0.6°,28.5±0.8°が得られ、解像度は15°(FWHM)程度が得られた。さらに、得られた中性子スペクトルから真鍮ファントムにおける陽子線の吸収線量を概算することに成功した。概ね予定通りの性能をもつ装置が完成したが、今後は陽子線治療施設で 100MeV, 1-10 nA 程度の陽子線ビーム照射時に同様なイメージング実験を行い、最終確認としたい。本成果は6月開催の国際会議 NDIP2020で発表予定であったが、COVID-19の影響で会議自体が延期となったのは残念である。
|
| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
-
-
[Journal Article] Development of novel neutron camera to estimate secondary particle dose for safe proton therapy2019
Author(s)
Tagawa,L.; Kataoka,J. Sueoka,K., Fujieda.K.; Kurihara,T., Arimoto,M.; Mochizuki,S.; Maruhashi,T.; Toshito,T., Kimura,M., Inaniwa.T.
-
Journal Title
Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A
Volume: 936
Pages: 31-33
DOI
Peer Reviewed
-
-
