Research and Development of LET-independent Dose Distribution Imaging Detectors for Heavy Ion Beams

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K11941
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 80040:Quantum beam science-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Fujiwara Takeshi 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (90552175)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古場 裕介 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 放射線防護情報統合センター, 主任研究員(定常) (10583073) ; 三津谷 有貴 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任助教 (70784825)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 重流線 / 粒子線治療 / Glass GEM / MPGD / イメージング

Outline of Final Research Achievements

Dose distribution measurement using ionization chambers (scanning type and array type) has been commonly used for quality assurance (QA) of heavy particle therapy. However, ionization chambers have issues in measurement time and spatial resolution. In this study, we have developed an new type of gaseous detector for heavy-ion beam detection. Here, we have developed an imaging detector using glass substrate and gas scintillation in order to develop a dose distribution measurement system with sufficient spatial resolution and response time to follow the rapid changes of heavy particle radiation and linearity in dose measurement without LET dependence. We succeed in developing a linear dose distribution measurement system without LET dependence.

Free Research Field

放射線計測

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発した重粒子線検出器は従来の電離箱を用いた測定と同等の応答特性を有しつつ、10cm×10cmの領域を、１分以下の時間で線量分布の測定が可能になった。その上空間分解能が1mm以下となり、飛躍的に向上した。本成果により重粒子線治療におけるQuality Assuranceにかかる時間を大幅に短縮するとともに、次世代のスポットスキャニング治療における急峻な線量変化にも追従できるようになった。