2016 Fiscal Year Annual Research Report
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26293136
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
栗原 俊一 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 准教授 (60215069)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 仁 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 研究員 (80133099)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 癌治療 / 放射線 / 中性子源 / 照射損傷 / 可視化 / BNCT / 格子欠陥 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の内容は中性子標的への陽子ビーム照射に伴う照射損傷（ブリスタリング）の観察方法の開発と、それを用いて進められるブリスタリングに強い中性子標的の開発からなる。
平成26年度に開発に着手し、平成27年度に開発を完成させ、J-PARCのLinac開発用試験加速器で予備実験を行ったレーザー反射を用いた長距離からの照射損傷（ブリスタリング）観察装置を、本年度はいばらき中性子医療研究センターの陽子線加速器を用いたBNCT装置の中性子源に設置し光学系の試験を行い、さらに標的にブリスタリングが起こる前の状態の画像を取得することに成功した。現在、加速器のコミッショニング中であり、加速器は完成予定の仕様を達成していない。このため当初予定していた平成28年度中の中性子標的の寿命に至るまでの照射損傷観察が完了していない。しかしながら、標的の照射損傷による寿命に至るまでの途中経過の画像を取得中である。
前述の観察方法の開発の目的である、照射損傷には弱いとされる中性子標的材料の、物質そのものの構造に着目した耐ブリスタリング特性の向上といった面から実機での使用を想定した耐ブリスタリング中性子標的の試作は10mm角の試験片ではその基板との付着の特性が良いにもかかわらず、中性子源の実機として用いる直径63.5mmの中性子標的用ベリリウム金属では外周部の一部に基板からの剥離が見られた。成膜時の分圧、基板温度等に注目して基礎データを取得しているところである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究の内容は中性子標的への陽子ビーム照射に伴う照射損傷（ブリスタリング）の観察方法の開発と、それを用いて進められるブリスタリングに強い中性子標的の開発からなる。
このうちの観察方法の開発は昨年度完成し、J-PARCのLinac開発用試験加速器の資源を用いて観察を行った。また、本年度いばらき中性子医療研究センターの陽子線加速器を用いたBNCT装置の中性子源に設置し光学系の試験を行い、さらに標的にブリスタリングが起こる前の状態の画像を取得することに成功した。したがって、観察装置としては完成し、その有効性を確認することができたが、陽子線加速器のコミッショニングが遅れており、中性子標的が寿命となった場合の観察に至っていない。今後の医療用中性子源、BNCT装置としては中性子標的の寿命の判断が重要であり、その画像取得をぜひ成し遂げたいと考えている。
耐ブリスタリング中性子標的に関しては、直径63.5mmの中性子標的用ベリリウム金属では外周部の一部に基板からの剥離が僅かではあるが見られた。現在その原因を究明中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
照射損傷（ブリスタリング）の観察装置は既に中性子標的の観察を進めており、中性子照射に伴う照射損傷の観察画像が得られているところである。中性子源用の陽子加速器としては昨年末に施設検査を受けたところであり、現在、その電流量を向上させつつある。医療用中性子源、BNCT装置としては中性子標的の寿命の判断が重要であり、その画像取得を今後進める予定である。
耐ブリスタリング中性子標的に関しては、まず蒸着中の基板およびその周辺の条件、各種分圧、温度等を把握し、試験片を作成した時の条件と今回の実機用標的のそれとの違いを明らかにし、基板周辺部でどのような状態になっているのかを理解したい。
物理蒸着法(PVD)によるBe成膜の中性子標的でどのようなエネルギーの陽子ビームに対応できるかを検討したい。耐ブリスタリング特性を維持しながら、中性子の生成効率を出来るだけ低下させずに低エネルギーの陽子ビームに対応できるかどうかということは、一次ビームの低エネルギー化、低放射化、放射線遮蔽の簡便化等に繋がる。Be-7の問題を解決する鍵となる可能性がある。これは将来の小型中性子源の方向性を示すものとなりうると考える。
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| Causes of Carryover |
照射損傷の顕微鏡観察を可能とする光学系を本年度いばらき中性子医療研究センターの陽子線加速器を用いた中性子源に設置し、標的にブリスタリングが起こる前の状態の画像を取得した。
当該加速器のコミッショニングが予定より遅れ、中性子標的に目標とする仕様の陽子線照射を達成できておらず、ブリスタリングの経時変化を十分に観察する目的が達成できていない。
このため、補助事業期間を延長申請し、承認され、現在研究を継続している。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年12月に当該加速器の施設検査が行われ、合格し本格的な実験が開始された。現在陽子線の電流値の向上を図りながら、中性子標的の照射損傷観察を継続している。
次年度使用額は加速器実験中の本課題の消耗品費、研究成果の纏め、および学会等での研究成果発表に使用される予定である。
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Research Products
(12 results)
