2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Real-Time Neutron Monitor to Measure Neutron Beam at Accelerator-Based Boron Neutron Capture Therapy System in Hospitals
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19H03611
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
高田 真志 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 教授 (50291109)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
遠藤 暁 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (90243609)
梶本 剛 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (70633759)
田中 浩基 京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (70391274)
中村 哲志 国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院, 医学物理士 (20638374)
増田 明彦 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 (70549899)
松本 哲郎 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 (70415793)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 中性子 / ガンマ線 / シリコン半導体 / リアルタイム / がん治療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放射線がん治療の一つであるホウ素中性子捕捉療法の開発や臨床試験がなされており、患者に照射される中性子量は金箔中性子放射化を用いた手法で計測されている。現在開発と普及が進んでいる粒子線加速器を利用した大強度中性子ビームを用いた中性子捕捉療法は、中性子ビーム強度変動をリアルタイムに計測することが望まれている。この大強度中性子ビームを大線量率ガンマ線環境下でリアルタイムに識別計測するのは非常に困難であるため、これまで実現できていない。これを実現するためにリアルタイム中性子検出器を開発し、特性評価を実施した。これが完成することで患者に照射している中性子ビーム強度の変動をリアルタイムにモニターすることができる。これを実現するために、40ミクロンの薄型シリコンダイオードと薄膜蒸着した天然フッ化リチウム、高速波形処理装置を組み合わせた中性子測定器とデータ所得を完成させた。この測定器の特性を京都大学複合科学研究所の研究用原子炉に設置された中性子がん治療ビーム、国立がん研究センターに設置された粒子線加速器を用いた中性子がん治療ビームを実測することでがん治療に利用している中性子ビームをリアルタイムに計測でき、放射線場に混在する大線量率ガンマ線から識別できることを実証した。蒸着する薄膜の厚みを計測し、中性子検出効率の評価を行った。大強度ガンマ線に対する特性を広島大学工学部に設置された大強度コバルト６０ガンマ線でパイルアップ事象を伴いながら毎時１０グレイのガンマ線を計測できることを示した。中性子センサーの検出効率を校正するための中性子場を産業技術総合研究所で構築を始めた。これらの結果から、がん治療用中性子ビームをリアルタイムにモニターできる可能性を見出だせた。
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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
京都大学複合科学研究所、国立がんセンターなどの中性子ビームを用いて、中性子測定器の基礎的なデータを取得できており、当初不可能と言われていたシリコン半導体を用いたリアルタイムの中性子計測を実現できており、混在するガンマ線との識別も良好な結果が得られているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
中性子ビーム変動をリアルタイムにモニターし、患者への中性子照射を妨害しないように中性子モニターを設置し、実用化を目指す。大強度中性子照射により中性子センサーが損傷を受けることが推測されるため、中性子設置場所にて中性子センサーを実稼働できる寿命を評価する。
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Research Products
(5 results)
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[Journal Article] Characterization of a real-time neutron detector for boron neutron capture therapy using a thin silicon diode2020
Author(s)
Masashi Takada, Tomoya Nunomiya Akihiko Masuda, Tetsuro Matsumoto, Hiroki Tanaka, Satoshi Nakamura, Satoru Endo, Masaru Nakamura, Kei Aoyama, Osamu Ueda, Masataka Narita, Takashi Nakamura
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Journal Title
Radiation Measurements
Volume: 137
Pages: 106381
DOI
Peer Reviewed
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