2021 Fiscal Year Annual Research Report
高分子の照射損傷を利用した新しい中性子線量計の開発
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19K12652
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
小林 知洋 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 専任研究員 (40282496)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | カーボンナノチューブ(CNT) / ホウ素中性子捕捉療法(BNCT) / 炭化ホウ素 / 中性子 / 線量計 / シリコーン / 電気伝導率 / 窒化ホウ素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は高分子の電気抵抗がイオン照射による損傷に敏感であることを利用して、炭化ホウ素(B4C)を分散させた高分子（シリコーン）の電気抵抗変化を利用した新しい中性子線量計を提案する。この方法による中性子線量計はホウ素中性子捕捉療法(Boron Neutron Capture Therapy, BNCT)における利用が考えられ、以下の利点がある。
(1)検出は高分子材料の抵抗変化で行うため、小型化に限界がない (2)BNCTプロセスそのものであるαおよびLi粒子による照射損傷を利用する (3)オンライン計測（リアルタイム計測）／オフライン計測（長期残置で積算）いずれも可能 (4)簡便かつ安価である。
当該年度は加速器中性子源RANSおよびRANS-IIのターゲットステーション内に挿入できる複数の試料ホルダーと温度センサーを一体化させた測定ボックスを作製し、任意の時間間隔で試料の抵抗値変化と温度変化とを取得できるシステムをデジタルマルチプレクサ、制御コンピュータを用いて構成した。このシステムを用いて中性子照射を行いながらデータの取得を行った。また先述の炭化ホウ素分散シリコーンに加え、絶縁体の窒化ホウ素板上に分散させたカーボンナノチューブネットワークの電気抵抗測定も行った。抵抗率の変化が照射効果のみならず、温度変化にも敏感になってしまっているため、試料固定方法を並びに断熱方法の改良を行った。その結果、僅かな抵抗変化の挙動をとらえることが可能となった。また、同時に複数の試料測定が可能となったため、抵抗変化が本質的なものか、不具合によるものか容易に判別可能となった。
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