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2013 Fiscal Year Research-status Report

板状熱蛍光線量計による新しい中性子オートラジオグラフィ法の開発

Research Project

Project/Area Number 25461921
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

眞正 浄光  首都大学東京, 人間健康科学研究科, 准教授 (20449309)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywords中性子イメージング / 熱蛍光
Research Abstract

平成24年度までに、様々な形状に成形が可能で、かつ目的の元素を比較的自由に組み込める板状熱蛍光(TL)線量計を開発した。本技術を用いて、濃縮10Bを含有するホウ酸リチウム系のTL素子とホウ酸ガラスフリットによる板状TL線量計を製作すると、中性子検出効率の高い板状線量計が設計可能である。特に、ホウ素中性子補足療法(BNCT)の10B分布と濃度測定等に有用な新しい中性子オートラジオグラフィ(NCAR)法として大いに期待できる。既存のCR-39プラスチック飛跡検出器と異なり中性子の線量分布を簡易的に取得できる点において優位性が高い。本研究では、中性子の検出効率と空間分解能を最適化するだけでなく、α、β、γ線に対するTL依存性を調査し、他線種との弁別も図り、板状TL線量計による新しいNCAR法を開発する。
平成25年度は、濃縮ホウ酸含有TL素子の合成法を最適化し、高効率高分解能の中性子用板状TL線量計(Neutron capture TL slab dosimeter: NCTLSD)を製作することを目標とした。当初は、ホウ酸含有の硝子フリットをバインダーとしてセラミックス基板にTL素子を焼結させる技術を利用してNCTLSDを製作する予定であったが、本手法より高分解能イメージングが可能なAl2O3を主原料としたセラミックス基盤のTLSDと、中性子と10Bの n-α反応を利用した板状コンバーターとの組み合わせで中性子をイメージングする方法が有用性が高いことを明らかにした。現在、Al2O3を主原料としたセラミックス基盤のTLSDのα線に対する基礎特性を調査している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成25年度の具体的な実施目標は、①濃縮ホウ酸含有TL素子の合成法を最適化する②TEP-TLSDに1の素子を利用しNCTLSDを製作する③セラミックスを基盤とした板状TL線量計に①のTL素子を利用しNCTLSDを製作する、であった。
①に関しては、熱蛍光体Li3B7012:CuはLi2B4O7とB2O3を3:1の割合で混合し、さらにCuOを0.1w%加えた混合物を焼結して得られるので、まず、10B96%濃縮ホウ酸を加熱し、濃縮10B2O3を生成し、この生成した濃縮10B2O3をLi2B4O7とLi3B7012の生成に使用して濃縮ホウ酸含有TL素子の合成を行った。濃縮率別のTL素子を合成し、近畿大学原子炉を利用した中性子に対するTL特性の調査を行ったが、濃縮10B2O3の顕著な効果はみられなかった。
②に関しては、①の実験で濃縮10B2O3の顕著な効果は見られなかったことからも明らかではあるが、TEP-TLSDに①の素子を利用したNCTLSDを製作し中性子イメージングを試みてもS/Nの低い画像しか得られなかった。
③のセラミックスを基盤とした板状TL線量計に①のTL素子を利用しNCTLSDを製作することに関しても、②と同様であった。
そこで、高分解能イメージングが可能なAl2O3を主原料としたセラミックス基盤のTLSDと、中性子と10Bの n-α反応を利用した板状コンバーターとの組み合わせで中性子をイメージングする方法を検討した。近畿大学のマシンタイムは終了していたため、241Amのα線源を利用してAl2O3基盤のTLSDがα線に対する感度を有しているか実験を行った。その結果、α線を検出することが可能であることが判明したため、今後は、本手法を用いた中性子イメージングに方針を変更することとした。

Strategy for Future Research Activity

平成26年度以降の当初の実施内容は、①TL素子の最適な粒径を明らかにする②TL素子と添加するバインダーの種類と量を最適化する③TLスラブ線量計の空間分解能を明らかにする④α・β・γ線に対するTL特性を明らかにする⑤中性子線と他線種との最適な弁別法を明らかにする⑥NCTLSDを大型化する(10mm×10mm → 80mm×80mm)⑦NCTLSDの中性子線量分布測定に対する各種特性を明らかにする、であった。しかし、研究実績の概要および達成度で述べたように、高分解能イメージングが可能なAl2O3を主原料としたセラミックス基盤のTLSDと、中性子と10Bの n-α反応を利用した板状コンバーターとの組み合わせで中性子をイメージングする方法に方針を変更したため、平成26年度‐28年度の実施内容を以下のように変更する。
①Al2O3を主原料としたセラミックス基盤のTLSDの最適な厚さを明らかにする②Al2O3を主原料としたセラミックス基盤のTLSDと組み合わせるホウ酸板状コンバータの最適な厚さを明らかにする③Al2O3を主原料としたセラミックス基盤のTLSDの粒状性(MTF)をはじめとする画像特性を明らかにする④Al2O3を主原料としたセラミックス基盤のTLSDのα・β・γ線に対するTL特性を明らかにする⑤④までのデータを基に中性子線と他線種との最適な弁別法を明らかにする⑥NCTLSDを大型化する⑦NCTLSDの中性子線量分布測定に対する各種特性を明らかにする⑧最終年度にはBNCTの10B分布や中性子線量分布測定に対する有用性を明らかにする。
尚、中性子照射施設として予定していた近畿大学原子炉が現在、運転を中止しているため、当分は本学の241Amのα線源や近畿大学の中性子線源を利用して実験を進め、最終年度までにはBNCTを設置している病院で中性子照射を行い有用性の調査を行える準備を進める。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

成果発表のための学会出張費において、安いチケットが購入できたため次年度使用額が生じた。
成果発表を国際会議で行う場合は、購入するチケットの価格によって大きく費用が変わるためその予備費、または、情報収集のためや共同研究者との打合せなどの旅費として使用する。

  • Research Products

    (22 results)

All 2014 2013

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Evaluation of base materials of TL slab dosimeter for heavy-ion radiotherapy.2014

    • Author(s)
      Koba Y, Shinsho K, Tamatsu S, Fukuda S, Wakabayashi G
    • Journal Title

      Journal of radiation research

      Volume: 55 Suppl 1 Pages: i109-i10

    • DOI

      10.1093/jrr/rrt186

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Basic Characteristics of Tissue Equivalent Phantom Thermoluminescence Slab Dosimeter using New TL phosphor Li3B7012:Cu2014

    • Author(s)
      Kiyomitsu Shinsho, Yusuke Koba, Genichiro Wakabayashi, Satoshi Tamatsu, Shigekazu Fukuda, Ryo Morimoto, Daiki Maruyama, Hidetoshi Saitoh and Noboru Sakurai
    • Journal Title

      Radiation Measurements

      Volume: 62(C) Pages: 15-21

    • DOI

      10.1016/j.radmeas.2014.01.001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] THERMOLUMINESCENT RESPONCES OF Li3B7O12:Cu TO THERAPEUTIC PROTON BEAM2014

    • Author(s)
      Y. Koba, K. Shinsho, S. Tamatsu, S. Fukuda, G. Wakabayashi
    • Journal Title

      Radiation Protection Dosimetry

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      in press

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Response of a Plate-type Thermoluminescence Dosimeter to a Therapeutic Carbon Beam2013

    • Author(s)
      Yusuke Koba, Kiyomitsu Shinsho, Shigekazu Fukuda, Genichiro Wakabayashi, Satoshi Tamatsu
    • Journal Title

      Journal of the Korean Physical Society

      Volume: 63(7) Pages: 1432-1436

    • DOI

      10.3938/jkps.63.1432

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 熱ルミネッセンススラブ線量計2013

    • Author(s)
      眞正浄光, 古場裕介,玉津早駿,櫻井昇, 若林源一郎, 福田茂一
    • Journal Title

      医学物理 = Japanese journal of medical physics

      Volume: 33(3) Pages: 137-144

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 熱蛍光体による放射線イメージング : 放射線治療計画の検証から環境放射線測定まで2013

    • Author(s)
      眞正浄光
    • Journal Title

      光アライアンス

      Volume: 24(6) Pages: 26-30

  • [Presentation] 市販セラミックスの熱蛍光特性による放射線イメージング2014

    • Author(s)
      眞正浄光,大島梨奈,古場裕介 ,,若林源一郎,川路康之,福士政広
    • Organizer
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      青山学院大学相模原キャンパス(神奈川県相模原市)
    • Year and Date
      20140317-20140320
  • [Presentation] 軽量セラミックスによる組織等価熱蛍光スラブ線量計の検討2014

    • Author(s)
      栁澤 伸,眞正 浄光,古場裕介,櫻井昇
    • Organizer
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      青山学院大学相模原キャンパス(神奈川県相模原市)
    • Year and Date
      20140317-20140320
  • [Presentation] 平板放射線検出器を用いたエネルギー分解X線コンピュータ断層撮影法の開発2014

    • Author(s)
      小川剛史 ,山下良樹 ,神野郁夫 ,眞正浄光 ,大高雅彦 ,橋本 周 ,荒 邦章 ,尾鍋秀明
    • Organizer
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      青山学院大学相模原キャンパス(神奈川県相模原市)
    • Year and Date
      20140317-20140320
  • [Presentation] 熱ルミネッセンス板を用いたエネルギー分解コンピューター断層撮影に関する検討2014

    • Author(s)
      小川剛史、叶井絵梨、山下良樹、神野郁夫、眞正浄光、大高雅彦、橋本周、荒邦章、尾鍋秀明
    • Organizer
      第28回放射線検出器とその応用
    • Place of Presentation
      高エネルギー加速器研究機構(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      20140128-20140130
  • [Presentation] 重粒子線治療における線量分布測定のための検出器開発について2014

    • Author(s)
      古場裕介,藤原健,眞正浄光
    • Organizer
      第28回放射線検出器とその応用
    • Place of Presentation
      高エネルギー加速器研究機構(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      20140128-20140130
  • [Presentation] 精密熱蛍光解析によるグロー曲線のLET依存性に関する研究2013

    • Author(s)
      玉津 早駿,古場 裕介,眞正 浄光,福田 茂一
    • Organizer
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府京田辺市)
    • Year and Date
      20130916-20130920
  • [Presentation] 組織等価ファントム熱蛍光線量計(TEP-TLD)のグロー曲線のLET依存性2013

    • Author(s)
      玉津 早駿,古場 裕介,眞正 浄光,福田 茂一
    • Organizer
      第106回日本医学物理学会
    • Place of Presentation
      大阪大学 コンベンションセンター(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      20130916-20130918
  • [Presentation] Feasibility study of thermoluminescence slab for CyberKnife beam alignment test2013

    • Author(s)
      Daiki Maruyama, Kiyomitsu Shinsho, Noboru Sakurai, and Hidetoshi Saitoh
    • Organizer
      20th International conference of Medical Physics
    • Place of Presentation
      Brighton Centre, Brighton, UK
    • Year and Date
      20130901-20130904
  • [Presentation] “熱蛍光スラブ線量計”開発までの道のり2013

    • Author(s)
      眞正浄光
    • Organizer
      日本診療放射線学技師教育学会
    • Place of Presentation
      首都大学東京秋葉原キャンパス(東京都千代田区)
    • Year and Date
      20130809-20130809
    • Invited
  • [Presentation] LET Dependence of Glow Curve of TL phosphor Li3B7O12:Cu2013

    • Author(s)
      Yusuke Koba, Kiyomitsu Shinsho, Satoshi Tamatsu, Shigekazu Fukuda, Genichiro Wakabayashi
    • Organizer
      Neutron and Ion Dosimetry Symposium(NEUDOS 12)
    • Place of Presentation
      Aix-en-provence, France
    • Year and Date
      20130603-20130607
  • [Presentation] 熱ルミネッセンス現象を用いた放射線計測2013

    • Author(s)
      眞正浄光
    • Organizer
      放射線科学とその応用第186委員会
    • Place of Presentation
      金沢工業大学(石川県金沢市)
    • Year and Date
      20130520-20130520
    • Invited
  • [Presentation] Evaluation of base materials of TL slab Dosimeter for heavy-ion radiotherapy2013

    • Author(s)
      Y. Koba, K. Shinsho, S. Tamatsu, S. Fukuda, G. Wakabayashi
    • Organizer
      Heavy Ion in Therapy and Space Radiation Symposium 2013 (HITSRS2013)
    • Place of Presentation
      The Keiyo Bank Culture Plaza, Chiba
    • Year and Date
      20130515-20130518
  • [Presentation] 熱蛍光体による放射線イメージングシステムの現状と展望2013

    • Author(s)
      眞正浄光
    • Organizer
      第105回日本医学物理学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      20130411-20130414
    • Invited
  • [Presentation] 熱蛍光スラブ線量計のサイバーナイフ照射中心位置検出への応用2013

    • Author(s)
      丸山大樹,眞正浄光,櫻井昇,漆山秋雄,齋藤秀敏
    • Organizer
      第105回日本医学物理学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      20130411-20130414
  • [Presentation] 組織等価ファントム熱蛍光線量計のLET依存性2013

    • Author(s)
      玉津早駿,古場裕介,眞正浄光,福田茂一,松藤成弘
    • Organizer
      第105回日本医学物理学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      20130411-20130414
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 熱蛍光体、及び熱蛍光放射線検出デバイス2014

    • Inventor(s)
      眞正浄光
    • Industrial Property Rights Holder
      眞正浄光
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2014- 38797
    • Filing Date
      2014-02-28

URL: 

Published: 2015-05-28  

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