2018 Fiscal Year Research-status Report
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18K07633
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
依田 哲彦 大阪大学, 核物理研究センター, 講師 (30372147)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | RI生成 / PET薬剤 / イオン源 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では核融合反応3He+D→p+4Heにより大強度の陽子を生成させRI生成を行い、サイクロトロン等の加速器に代わる、PET用RI生成装置の実現可能性を模索するものである。そのため「Heイオン源の大強度ビーム開発」と「標的構造の最適化」が研究の２つの大きな柱となる。このうち「標的構造の最適化」について、まず実施した。
研究対象であるRI生成装置の構造は、真空層内に設置されたD標的である重水素化ポリエチレンを設置し、イオン源で発生させた3Heビームを標的に照射し、核融合反応の結果発生する陽子を金属の薄い窓をとおして大気側に取り出しRI生成用の試料に照射するという形式をとっている。ここに示した金属の薄い窓付のフランジが一つの標的構造であり、その試作機の製作を行った。
窓はAl製で径が20㎜、厚さが0.3㎜で、Al製真空フランジを削り込んで製作した。0.3㎜という厚さは大気圧に耐えられるぎりぎりの薄さを安全率３倍で決定したものである。また、熱対策としてフランジに冷却水路を切削した。製作したAl窓に薄く伸ばした重水素化ポリエチレンを張り付け、イオン源装置の真空層に設置しイオン源で生成される3Heビームにより照射を行った。3Heビームのエネルギーと強度は40keV,200μAであった。照射の結果発生する陽子は大気側に設置したプラスチックシンチレーターにより測定された。測定の結果、数Hzの頻度で発生した陽子が取り出されたことが確認された。一方、発生した陽子が0.3㎜のAl窓を通過する際、そのエネルギーが減衰することも確認された。以上の研究により卓上型PET用RI生成装置の実現に向けた目途と、問題点が明らかとなった。
今後は、この発生陽子の個数を桁違いに増やすため、引き続き「標的構造の最適化」を行うとともに「Heイオン源の大強度ビーム開発」にも着手する。
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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
PET用RI生成装置の実現可能性を模索するためには「Heイオン源の大強度ビーム開発」と「標的構造の最適化」という２つの大きな柱が研究の中心となるわけだが、このうち「標的構造の最適化」について、５０％程度の進捗があったことになる。標的構造をなすフランジの構造解析や設計製作には時間がかかることを加味すると、進捗状況はおおむね順調といえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
発生した陽子のエネルギーの減衰を低減するため取り出し窓を薄くする必要があるが、Alの場合、薄くすることに限界があるため、Beなど別の素材の検討を行い新しい窓の製作を行う。
D標的である重水素化ポリエチレンは、実験の際、Al窓にカプトンテープで固定する方式をとったが、実験後熱変形していることが確認された。標的と冷却構造付きAl窓フランジとの熱接触を向上させるため設置方法の検討を行う。また、Dを吸着させたTi標的の可能性も検討する。
発生陽子の強度を向上させるため、イオン源の大強度化を進める。具体的には加速電圧を向上させられるよう耐圧構造に工夫を凝らす。加速電圧を上げることは、核融合反応の反応率を桁違いに上げることにもつながるため、この方策により、発生陽子の強度の大幅な向上が見込まれる。
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| Causes of Carryover |
小額の端数が発生したが、年度中に研究関連の支出に使うには小額すぎるため、次年度使用とした。
次年度の物品費に繰り込んで使用する予定である。
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Research Products
(1 results)
