2020 Fiscal Year Research-status Report
ホウ素中性子捕捉療法における中性子測定に適した自己放射化有機シンチレータの開発
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19K08202
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
納冨 昭弘 九州大学, 医学研究院, 准教授 (80243905)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金 政浩 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (80450310)
若林 源一郎 近畿大学, 原子力研究所, 教授 (90311852)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 有機シンチレータ / 液体シンチレータ / プラスチックシンチレータ / ヨードベンゼン / クエンチング / I-128 / Na-24 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和２年度は、液体シンチレータおよびプラスチックシンチレータにヨードベンゼンを添加して作成した、中性子に感度を有する有機シンチレータの特性を調べることを開始した。前年度から実施している、近畿大学原子炉の比較的弱い中性子場での照射実験を継続した。強力なクエンチャーとして作用することが予想されるヨードベンゼンの影響に着目し、極微量のヨードペンゼンを添加した場合の、応答特性を追加して調べた。
液体シンチレータ(InstaGel plus)にヨードベンゼンを0.1wt%, 1wt%、5wt%, 10wt%, 15wt%添加してポリエチレンバイアルに封入し、近畿大学原子炉(1W)の熱中性子束が約 1x10^7(n/cm2/s) の場で照射したところ、いずれのサンプルでも、自己放射化により半減期25分で減衰するI-128の成分が検出されたが、ごく微量、半減期が900分程度の成分が見られた。そこで、ヨードベンゼンを添加していない液体シンチレータを照射して、放出されるγ線のエネルギースペクトルを高純度ゲルマニウム検出器で測定したところ、Na-24からの1.37MeV, 2.75MeVの成分が確認された。Na-24の半減期は898秒なので、InstaGel plus自身に、Naが混入していることが判明した。
一方、プラスチックシンチレータにヨードベンゼンを0.1wt%、1wt%添加して、3D光造形装置で直径1インチ、高さ1インチの円柱状に成形し、京都大学原子炉(1MW)の熱中性子束が約1x10^9(n/cm2/s)の場でそれぞれ100秒間、10秒間照射したところ、ほぼ同じ量のI-128が生成し、やはり半減期25分で減衰する様子が観測された。しかし、液体シンチレータの場合とは異なり、他の長半減期成分は、一切確認されなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
令和3年度は、コロナの影響で、関西地区への出張が制限され、近畿大学原子炉、京都大学原子炉での実験の回数を減らさざるを得なかった。近畿大学原子炉の比較的弱い中性子場での基礎的な調査は、ほぼ終了したが、京都大学原子炉での実験では、ヨウ素添加プラスチックシンチレータの予備的な測定を行うことしかできなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの検討から、ヨウ素添加プラスチックシンチレータとヨウ素添加液体シンチレータでは、Na-23のコンタミネーションの点から、ヨウ素添加プラスチックシンチレータの方が、BNCTの高強度中性子場での使用に適していることが示唆されている。メーカから提供される情報によれば、液体シンチレータ(InstaGel plus)はNa-23を含んでいないとなっているが、これに見落とされている微量のコンタミネーションがあることが判明した。今後は、ヨウ素添加プラスチックシンチレータの高強度中性子場での応答特性を中心に調べて、BNCT場での使用の実用性を中心に調べて行く予定である。
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