2021 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, 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, 医学物理専門職 (20638374)
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)
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)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 中性子 / シリコンダイオード / リアルタイム / ガンマ線 / がん治療 / ビームモニタリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放射線がん治療法の一つであるホウ素中性子捕捉療法（BNCT)は、加速器中性子源から照射される大強度中性子ビームの計測が必要とされている。現在、患者に照射される中性子量は金放射化法を用いたオフラインで計測評価されているが、このオフライン手法は加速陽子ビーム強度の変動や中性子発生ターゲット損耗による中性子発生量の変化を追随して計測できない。この中性子ビームをリアルタイムに計測することが要望されているが、実現にはがん治療用中性子ビームに混在する大強度ガンマ線も確実に識別することも課題となっている。
この中性子発生量の変動をリアルタイムに計測可能な薄型シリコン半導体素子を用いた中性子モニターを開発した。この測定器の中性子に対する検出効率や大強度中性子やガンマ線に対する特性評価を実験とシミュレーションで実施した。
熱中性子に対する応答特性を産業技術総合研究所の黒鉛パイル場内で実測し、モンテカルロ法を用いたシミュレーション結果と比較検討することでリアルタイム中性子検出器の特性を明らかにした。がん治療中も常時中性子ビーム照射量をリアルタイムにモニターできるように、中性子測定器をターゲットそばに設置した。BNCT中性子照射時、中性子ビームの変動をリアルタイムに計測できることを見出した。シリコン半導体素子は中性子損傷の影響を受けやすいため、実運用可能な日数を事前に調べた。
長期間にわたる計測量の変化を実中性子ビームを用いて調査した結果、中性子発生ターゲットの十分な運用期間において中性子ビームを計測できることと、モニタリング精度も５％以内を実現可能であることを見出した。これらの研究成果より、がん治療中性子ビームをリアルタイムにモニターできることが分かった。中性子コンバーターの厚みにより中性子検出感度を任意に調整できることを見出し、中性子強度に応じたリアルタイム中性子検出器を供給できるようになった。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(6 results)
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[Presentation] ホウ素中性子捕捉療法用リアルタイム中性子ビームモニターの開発 (1)ビームモニターの特性評価2022
Author(s)
高田 真志, 八木 茄津未, 中村 哲志, 島田 健司, 中村 勝, 藤井 亮, 伊丹 純, 井垣 浩, 青山 敬, 布宮智也, 成田政隆, 中村尚司
Organizer
日本原子力学会 2022年秋の大会
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