2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of thin film diamond membrane detector for precise dosimetry for heavy ion cancer therapy
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18K11916
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
加田 渉 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (60589117)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
酒井 真理 群馬大学, 大学院医学系研究科, 助教 (70727338)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 重粒子線場 / 線量計測 / LET / 半導体検出器 / ダイヤモンド / 薄膜構造 / ワイドダイナミックレンジ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、重粒子腺癌治療装置の更なる高度化に必要となるワイドダイナミックレンジの半導体放射線検出器を開発することを目的とする。重粒子線場において、線エネルギー付与(LET)の異なる粒子による治療線量への影響を考慮した線量計測・管理技術の実現は、今後のマルチイオン照射技術やLETペインティング技術などの重粒子線治療技術の高度化に合間って非常に重要となると想定される。しかしながら、現在の線量計測体系では、LETを加味した放射線計測は実現されていない。そこで本研究課題では、半導体検出器材料として非常に薄い単絵ktL右掌ダイヤモンドで構成される検出器を利用した新しい線量計測体系の実現を目指す。本年度は重粒子線照射場において、シリコン、SICといった検出器と共に、極薄膜のダイヤモンド検出器を利用したセンサ挙動について試験した。特に290 MeV/uの単一エネルギー炭素線を対象とした計測において, LETの異なるブラッグピーク各点において炭素線並びにそのフラグメント粒子のエネルギースペクトルを計測することに成功した。他方でスペクトル内部には複数のフラグメントピークが確認するには至らず、ダイナミックレンジの点で課題が残ることが明らかであった。今後は、研究課題としている薄膜型ダイヤモンド検出器自体におけるダイナミックレンジの確保を目指した検出器構造の高度化を推進する。試験で得られた結果から、１桁程度のダイナミックレンジ拡大が可能となれば全LET範囲をカバーするスペクトル測定が実現できると想定されるため、これを可能とするダイヤモンド検出器自体の構造が最適化された検出器の開発を目指す。これにより、目標とする全LET範囲におけるエネルギー分析の可能性を模索する。
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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
前年度までに課題となっていたダイヤモンド基板の調達について目処がついた。また仏国原子力代替エネルギー庁（CEA）並びに豪州ウーロンゴン大学との連携体制が構築でき、薄膜ダイヤモンドを利用する検出器の開発と、重粒子の照射、さらには得られたデータの解釈によるLETスペクトルの算出からRBE推定に必要なアルゴリズムについて、国際連携を基盤とした研究開発体制が構築できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度課題としていた問題点を解決するために、国内並びに国際的な枠組みにおいて研究体制を構築できた。これにより、研究開発で目標とするようなダイヤモンド薄膜の供給が受けられるように研究体制が構築できた。現状COVID-19のような国際連携上の課題並びに研究推進上の課題が存在するが、事態を確認しつつ作業可能な事柄から研究開発を進め、更なる研究推進に努める。
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