2020 Fiscal Year Annual Research Report
Cell-region dosimetry for heavy charged particles with using scintillation induced by gas-electron multiplication
Project/Area Number |
19H02650
|
Research Institution | Teikyo University |
Principal Investigator |
前畑 京介 帝京大学, 公私立大学の部局等, 教授 (30190317)
|
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)
藤原 健 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)
執行 信寛 九州大学, 工学研究院, 助教 (40304836)
|
Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
Keywords | 気体電子増幅 / GEMシンチレーション / 多画素G-GEM型検出器 / 荷電粒子の飛跡構造 / 細胞領域の指標的吸収線量 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究で使用するガラス基板上に微細な気体電子増幅器を多画素配置した検出器を「多画素G-GEM検出器」と呼ぶ。有感面積が 100 mm X 100 mm の多画素G-GEM検出器を壁材が細胞等価で気密性のチェンバー内に取り付けた。チェンバーの上部と下部は、重荷電粒子による電離電子の移動に必要な電界を発生するための平行平板電極とした。上部平板電極は接地して陰極、下部平板電極には正の高電圧を印加し陽極とした。下部陽極電極にはシンチレーション光を透過する必要があるので、導電性を有し近赤外から紫外域までの光を透過する透明導電膜付ガラス(ITO膜ガラス)を使用した。多画素G-GEM検出器の気体電子増幅過程で発光するシンチレーション光はCCDカメラ、あるいは高速撮像が可能なCMOSカメラで撮像できるようにした。試作した荷電粒子飛跡撮像装置にAr/CF4ガスを充填して高速撮像が可能なCMOSカメラを用いることでAm-241線源から放射されるアルファ粒子の飛跡動画が撮影できることを確認した。また、試作した荷電粒子飛跡撮像装置にAr/CF4ガスを充填し、がん治療用粒子線に対する応答を実験的に測定した。電離箱の実測値や荷電粒子輸送シミュレーション計算値と測定で荒れた画像の解析結果を比較し、陽子線と炭素線のBragg曲線測定結果が電離箱やシミュレーション計算結果をある程度再現することを示した。さらに、単芯線比例計数管を用いて様々な混合気体の減圧状況下における気体電子増幅シンチレーション光と線量との関係の測定を開始した。
|
Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
試作した荷電粒子飛跡撮像装置で、がん治療用粒子線に対する応答を実験的に測定し、撮像画像データの解析により、粒子線線量の2次元分布を得ることができた。電離箱の実測値や荷電粒子輸送シミュレーション計算値との比較により陽子線と炭素線のBragg曲線測定結果が電離箱やシミュレーション計算結果をある程度再現できた。また、Am-241線源から放射されるアルファ粒子の飛跡撮像の予備実験を実施し、高速撮像が可能なCMOSカメラを用いることでアルファ粒子飛跡の動画を記録できることを確認した。さらに、単芯線比例計数管を用いて様々な混合気体の減圧状況下における気体電子増幅シンチレーション光と線量との関係の測定を開始した。
|
Strategy for Future Research Activity |
昨年度から引き続いてがん治療用粒子線に対する応答を実験的に測定し、電離箱の実測値や荷電粒子輸送シミュレーション計算値との誤差の原因を解明する。加えて、荷電粒子飛跡撮像装置でアルファ粒子の飛を静的および動的に撮像し、荷電粒子輸送シミュレーション計算により飛跡の微視的構造と飛跡に沿った微視的線量分布についての解析手法を構築する。
|