2022 Fiscal Year Annual Research Report
Cell-region dosimetry for heavy charged particles with using scintillation induced by gas-electron multiplication
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19H02650
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| Research Institution | Teikyo University |
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Principal Investigator |
前畑 京介 帝京大学, 公私立大学の部局等, 教授 (30190317)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 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 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、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多画素G-GEM検出器を開発した。Ar/CF4ガスを充填したチェンバー内に多画素G-GEM検出器を取り付け、チェンバー内を通過する荷電粒子飛跡に沿って生成された電離電子を多画素G-GEM検出器に誘導し、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を高速撮像が可能なCMOSカメラで撮像した画像の解析により、シンチレーション光の強度分布を線量分布に変換する。2021年度までの研究により、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は、電離箱の計測やシミュレーション計算で得られる荷電粒子のBragg曲線を高い精度で再現することを確認した。また、空気を通過する多数のα線の飛跡動画撮影による線量分布計測を実証した。さらに、治療用炭素線を構成するスピルごとのパルス吸収線量計測を実証した。しかしながら、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。2022年度は、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解明を進めた。加えて、荷電粒子輸送シミュレーションコードを用いて飛跡の微視的構造と飛跡に沿った微視的線量分布を計算し、荷電粒子飛跡計測による細胞領域の指標的吸収線量計測の可能性を検討した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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