2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of portable alpha-ray spectrum survey meter.
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18H02768
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
福士 政広 首都大学東京, 人間健康科学研究科, 教授 (70199199)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 一雅 首都大学東京, 人間健康科学研究科, 准教授 (20508105)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | α線 / スペクトルサーベイ / 塩化ラジウム / 医学物理学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ポータブルα線スペクトルサーベイメータの開発・改良を実施した。試作・開発中のポータブルα線スペ クトルサーベイメータは、検出器に2000mm＾2面積イオン注入型シリコン半導体検出を採用した。Am-241のα核種での分解能100 keV以下の分解能を達成することができた。研究協力関係にある放射線医学総合研究所でNp-237、Am-241、Cm-244の3核種混合電着線源を用いた分解能測定では、Np-237（FWHM;38.1keV）、Am-241（FWHM；23.6keV）、Cm-244（FWHM;2.35keV）であった。また、表示部とコントロールは液晶タブレットを採用しているが今後の開発研究のためノートPCで操作ができるように改良した。
本学所有のAm-241の密封α核種を用いて、検出器と線源の距離、線源のX-Y軸位置によるスペクトルデータの収集を実施した。また、本学所有のAm-241α線源の強度が強いため、線源全面にアルミ箔のピンホールを作成し、そのピンホールサイズを種々変更してスペクトルデータの収集を実施した。
空気の影響がないα線スペクトルを得るため、真空容器（オイルポンプで吸引）を作成し、その容器に検出器を設置できる構造として空気の減弱の少ないα線スペクトルを測定した。そのスペクトルから半値幅（FWHM）を求めエネルギー分解能を測定した。その結果、100keV以下の分解能を得ることが確認することができた。ただし、種々の測定条件での測定中であるので、確定まで時間を有している。
以前より原子力規制庁に申請中であったRa-223の使用許可を得ることができ本学でもRa-223を使用する環境が整った。また研究協力関係にある放射線医学総合研究所でその他のα線測定器との比較検討することができた。α種スペクトルサーベイメータの開発研究は大方順調に進捗している。
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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30年度は、ポータブルα線スペクトルサーベイメータの開発・改良を実施した。試作・開発中のポータブルα線スペ クトルサーベイメータは、検出器に2000mm＾2面積イオン注入型シリコン半導体検出を採用した。Am-241のα核種での分解能100 keV以下の分解能を達成することができた。また、表示部とコントロールは液晶タブレットを採用しているが今後の開発研究のためノートPCで操作ができるように改良した。
本学所有のAm-241の密封α核種を用いて、検出器と線源の距離、線源のX-Y軸位置によるスペクトルデータの収集を実施した。また、本学所有のAm-241α線源の強度が強いため、線源全面にアルミ箔のピンホールを作成し、そのピンホールサイズを種々変更してスペクトルデータの収集を実施した。
空気の影響がないα線スペクトルを得るため、真空容器（オイルポンプで吸引）を作成し、その容器に検出器を設置できる構造として空気の減弱の少ないα線スペクトルを測定した。そのスペクトルから半値幅（FWHM）を求めエネルギー分解能を測定した。その結果、100keV以下の分解能を得ることが確認することができた。ただし、種々の測定条件での測定中であるので、確定まで時間を有している。以前より原子力規制庁に申請中であったRa-223の使用許可を得ることができた。また研究協力関係にある放射線医学総合研究所でその他のα線測定器との比較検討することができた。α種スペクトルサーベイメータの開発研究は大方順調に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
安価なポータブルα線スペクトルサーベイメータの開発・改良は2018-2019年度に実施する。2018年度において大面積 イオン注入型シリコン半導体検出を採用しAm-241のα核種での性能評価は大方実施したが1核種のみなので2019年度はα線エネルギーの異なる核種；Am-241,Gd-148,Cm-244の3核種セット（セット販売）を購入し正確なエネルギー校正を実施する。エネルギーの異なる3ポイントで実施することで高精度化を図る。
AIを用いた自然α核種との弁別機能の開発を2019年度-2020年度に実施する。自然界には大地放射線源と呼ばれるトリウム系列核種、ウラン系列核種、アクチニウム系列核 種や系列を持たない単独で存在する長半減期核種が存在し、それらの核種からのα線がバックグ ラウンドとして存在する。α線の計測ではバックグラウンドの取扱が重要な項目であり無視できない。シミュレーション体系および深層学習ニューラルネットワーク （ Deep Learning Neural Network: DLNN ） の 学 習 体 系 を 構 築 し て AI （ Artificial Intelligence：AI））機能を採用することにより、バックグランド等の影響を適切に排除し正確なα線計測の実現を可能とする。そのため、α線の校正場を申請者の施設に構築する。
α核種の合理的な放射線安全管理方法の提案を2021年度に進める。最終年度では塩化ラジウム内用療法に携わっている方やα核種の取り扱いに精通 している方に使用していただき、改善点の洗い出しをし、最終調整を行い臨床現場に則した合理 的な放射線管理方法を提案し、作業従事者に必要な作業・管理マニュアルを作成する。
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[Book] 放射化学2018
Author(s)
福士政広 編集
Total Pages
192
Publisher
メジカルビュー
ISBN
978-4-7583-1916-4
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[Book] 放射線計測学2018
Author(s)
福士 政広 編集
Total Pages
272
Publisher
メジカルビュー社
ISBN
978-4-7583-1918-8
