2015 Fiscal Year Research-status Report
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26460737
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
廣木 章博 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究副主幹 (10370462)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ポリマーゲル線量計 / ヒドロキシプロピルセルロース / ゲル / 放射線架橋 / γ線 / 粒子線 / 白濁度合い / 吸光度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電子線架橋したヒドロキシプロピルセルロースゲルに、放射線検出液（モノマーと脱酸素剤を含む水溶液）を含浸させ、シート状ポリマーゲル線量計材料を作製した。作製したゲル線量計材料に対して、原子力機構においてγ線を、放医研において様々な粒子線を照射した。照射により白濁したシート状材料をフラットスキャナで読み込むことで、平面画像データ・RGB値を取得し、その値から吸光度を算出した。シート状ゲルをガラス容器内に積層し、立体型ポリマーゲル線量計を作製し、３次元線量分布評価を試みた。サンプル中央付近がブラッグピークとなるよう水槽中に配置し、10 mm x 10 mmの照射野で炭素線を４方向から照射した結果、透明なゲルの中心部分に立体的な白濁領域の形成を視認できた。照射後のシート状ゲルの画像データから各平面の吸光度・線量分布を評価できた。また、照射により生成するポリマーの粒子サイズを粒径アナライザーで評価した結果、粒子サイズは線量に伴い増大し、炭素線照射(2 Gy)で約180 nmに達していることが分かった。さらに、炭素線照射では、線量に対する吸光度の増分である放射線感度は、γ線に比べ低下したことから、使用モノマーを見直し、高感度化を目指した。その結果、従来の2-ヒドロキシエチルメタクリレート (HEMA) に代わり、水－オクタノール分配係数（疎水性の尺度）がHEMAの約2.5倍を示したメトキシエチルメタクリレート(MEMA)を用いることで放射線感度を約4倍にまで向上できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
使用するモノマーを見直すことで、課題であった放射線感度の向上に成功した。試作した立体型ポリマーゲル線量計を用いることで、３次元線量分布評価の見通しを得ることができた。また、照射により生成するポリマーの粒子サイズと白濁度合いの相関性を明らかにすることができたことから、本研究はおおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
得られた平面画像データをもとに、市販の画像処理ソフトを活用して３次元データを構築し、３次元線量分布を可視化する。また、モノマーや脱酸素剤の種類、濃度を見直し、放射線感度の更なる向上を図るとともに、Ｘ線小角散乱測定などにより、ゲル中でのポリマー粒子の生成・凝集に伴う微視的な構造変化を調べ、白濁度合いとの相関性を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
当初導入を予定していた画像処理システムが高額で購入できなかったため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
試薬をはじめ、粒子線照射や吸光度（線量）評価に用いる器具などを購入する。また、研究成果を国内外の学会（IC3DDose2016、日本医学物理学会等）で発表するための旅費などに使用する予定である。
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