2021 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)
執行 信寛 九州大学, 工学研究院, 助教 (40304836)
三津谷 有貴 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 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)
|
|---|
| 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。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高速撮像が可能なCMOSカメラで撮像し、その画像を解析する。本研究で開発した多画素G-GEM検出器のがん治療用粒子線に対する応答の測定結果と、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することを示した。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実験を実施した。加えて、重荷電粒子パルスビームが入射し多画素G-GEM検出器のシンチレーション発光の時間変化を動画として撮影し，動画画像を解析することで治療用重荷電粒子パルスビーム線量分布の時間変化を評価した。しかしながら、研究で開発した多画素G-GEM検出器の構造により画像解像度が制限されることに加え、α線飛跡に沿って生成された電離電子を電離密度分布を正確に保持した状態で気体電子増幅領域まで輸送することができないために、飛跡画像解析からα線飛跡に沿ったデルタ線生成などの電離現象の微細構造情報を含む吸収線量の算出が困難であることがわかった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究で開発した多画素G-GEM検出器の構造により画像解像度が制限されることに加え、アルファ線飛跡に沿って生成された電離電子を電離密度分布を正確に保持した状態で気体電子増幅領域まで輸送することができないために、飛跡画像解析からアルファ線飛跡に沿ったデルタ線生成などの電離現象の微細構造情報を含む吸収線量の算出が困難であることがわかったため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
昨年度から引き続いて、実験で得られたがん治療用粒子線に対する応答の測定値と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と微視的線量分布についての解析手法を構築する。
加えて、アルファ線飛跡に沿って生成された電離電子を電離密度分布を正確に保持した状態で気体電子増幅領域まで輸送することを可能とする電界を生成するための電極構造を検討する。
|
