| Project/Area Number |
20K12500
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 80040:Quantum beam science-related
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| Research Institution | Kindai University (2021-2022)
Ritsumeikan University (2020) |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | 放射線検出 / 微弱光検出 / 光スペクトルの赤方偏移 / 位置検出器 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、新しい検出原理に基づいたファイバ型放射線位置検出器の動作を実証するものである。本研究では、放射線が入射すると微弱光を発するシンチレーションファイバを用いる。放射線により発生した微弱光がファイバを伝搬する距離が長いほど、光スペクトルが長波長側にシフトする。この性質を利用して、放射線入射位置を検出する。そのために、微弱光から光スペクトルの変化を検出する方法を検討する。これにより、信号の片側読み出しによる放射線検出が実現し、例えば人体への挿入が可能となり放射線治療への応用が期待できる。
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| Outline of Final Research Achievements |
A radiation position sensing method based on the red-shift of scintillating light is proposed and demonstrated. In this method, photon flux is split into two wavelength ranges, one with large transmission losses and the other with small transmission losses. Each split photon flux is detected by a silicon photomultiplier. The position is detected by evaluating the degree of red-shift of the optical spectrum from the output signal ratio of the two silicon photomultipliers. A proof-of-principle experiment showed that the position of Sr90 beta radiation sources can be detected by proposed method. The proposed method uses coincidence measurements to improve the signal-to-noise ratio. It is clarify that the measurement result depends on the threshold value of the coincidence measurement and that the threshold value is an important parameter in the proposed measurement.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
20フォトン程度の微弱なシンチレーション光の光スペクトルの変化を評価し、線源位置を検出可能であることを明らかにした。ダイクロイックミラーは光の波動性に基づいた素子であるが、光量が極端に少ない場合でも多数回測定し平均化することで、光量が多い場合と同様に機能することが明らかになった。さらに、信号到達時期が不明な微弱光の測定において同時測定を行うが、信号の有無を判定するしきい値が測定結果に大きな影響を及ぼすことを明らかにした。本測定法はファイバ片端に装置を集約でき、設置時の制約が緩和される。このことから、人体内に挿入する線量計や核物質貯蔵庫周辺の広範な線量モニタリング等の応用への発展を期待する。
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