2014 Fiscal Year Annual Research Report
放射線診断・治療を対象としたディスク型エリア蛍光検出器システムの開発
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26289362
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
黒堀 利夫 金沢大学, 人間科学系, 教授 (90153428)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武村 哲浩 金沢大学, 保健学系, 准教授 (70313674)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 銀活性リン酸塩ガラス / 放射線イメージング / LiF薄膜 / 蛍光ガラス線量計 / RPL / 格子欠陥 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．正確な測定技術のための解決法：高空間分解能検出器の実現
本年度計画した2種類のディスク型検出器は，銀添加リン酸塩ガラスおよび光学ガラス基板上に蒸着したフッ化リチウム（LiF）薄膜である。ディスク型検出器のサイズとしては，前者は，径100 mmφ，厚さ1.0 mm，後者は径100 mmφ，厚さ1μmとした。どちらの検出器においても，放射線照射によって誘起されるカラーセンターを蛍光の最小単位としているので，究極的な空間分解能は数百nmオーダーが期待できる。LiF薄膜の作製は，抵抗加熱法と電子線ビーム蒸着法を実施し，X線電子分光分析（XPS）やX線回折（XRD）を用いて，薄膜の配向性，元素分析，化学結合状態を評価した。
２．迅速な測定技術のための解決法：線量読取機の改善（自動化）
プロトタイプの線量・イメージ読取機を改造する形で研究を進めた。特に，検出器の各種パラメータの変化（線量濃度，線種）及び読取機のパラメータの変化（回転速度，ピッチ，A/D変換時間など）に対する，再構築画像のコントラスト，空間分解能，フェーディング特性などを迅速に測定・分析するために全行程の自動化を図った。新たに構築した読取機の主な仕様：スピンドル回転数(400-3200 rpm可変），トラックピッチ（10-100 μmで可変），サンプルスピード(2-1000 μsで可変）である。
３．正確な測定技術のための解決法：広いダイナミックレンジの実現
医療現場における放射線治療・診断には，小線量から大線量に亘る広いダイナミックレンジが必要である。本研究では2種類の検出器を同じ径のディスク形状に作製し，上記読取機を用いて，種々の光学的，放射線的特性を詳細に検討した。この結果から，銀活性リン酸塩ガラス検出器をサブmGyから10 Gyまでの小線量領域の放射線診断に，LiF薄膜検出器を10 Gyから10 kGyの高線量領域の放射線治療用の検出器として使用できることを実証した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
１．計画書通り3項目全てを実施できた。
２．全自動型の線量・イメージ同時測定の読取機を構築した。
３．2つの検出器の併用で低線量から高線量に亘る8桁のダイナミックレンジ実現した。
４．これらの結果を国際誌4編，国際会議5編として発表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．迅速な測定技術のための解決法: 微弱線量読取機の構築
さらなるダイナミックレンジの拡大を実現する上で，超微弱線量の読み取りを実現するために，高速（数十ギガサンプル/秒）・高感度（数 mV）なオシロスコープを併用するシステムを新たに構築する。
２．正確な測定技術のための解決法: 10-100 keVでの感度補正の確立
放射線医療領域への応用で重要なパラメータとして材料の実効原子番号(Zeff)がある。この値は材料の組成比で決まってしまうが，特に，放射線医療領域で重要な10-100 keVでこの値の効果が大きく現れる。その感度補正の確立を目指す。
３．正確な測定技術のための解決法: 標準線源による検出器の校正，医療機関での評価
研究分担者ならびに研究協力者の機関で標準線源を用いて検出器の校正・評価を行なう。
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| Causes of Carryover |
代表者の残額85,119円は，放射線照射のための旅費が当初計画より短期間で終了したためである。
研究分担者の残額120,860円は，旅費としての使途であったが計画通り消化できなかったためである。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
代表者の残額85,119円は，H27年度物品費として使用する。
研究分担者の残額120,860円は，H27年度の旅費200,000円と併せて合計320,860円を旅費とし使用する。
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Research Products
(10 results)
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[Presentation] Response of RPL in Ag-doped phosphate glass for alpha-rays and heavy particles2015
Author(s)
T. Ikeguchi, Y. Miyamoto, Y. Takei, K. Hirasawa, T. Kurobori, T. Yanagida, Y. Fujimoto. T. Yamamoto, H. Nanto
Organizer
10th International Workshop on Ionizing Radiation Monitoring
Place of Presentation
Hosoda Hall, Oarai, Ibaraki, Japan
Year and Date
2015-02-28 – 2015-03-02
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[Presentation] Optically Stimulated Luminescence in X-ray irradiated xSnO - (25-x)SrO - 75B2O3 Glass2014
Author(s)
H. Nanto, R. Nakagawa, Y. Takei, K. Hirasawa, Y. Miyamoto, H. Masai, T. Kurobori, T. Yanagida, Y. Fujimoto
Organizer
2014 Symposium on Radiation Measurements and Applications (SORMA XV)
Place of Presentation
University of Michigan, Ann Arbor, MI, USA
Year and Date
2014-06-09 – 2014-06-12
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