球状マイクロソーラーセルによる医療用陽子線の線量測定に関する基礎的研究

• 研究課題/領域番号: 13750053
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物理学一般
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 納冨 昭弘 筑波大学, 物理工学系, 講師 (80243905)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2002
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円); 2002年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2001年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
• キーワード: 陽子線線量測定 / マイクロソーラーセル / 無線読み出し / 陽子線治療 / 球状マイクロソーラーセル / 「その場」測定 / 線量分布

研究概要

本研究では、球状マイクロソーラーセルによる、医療用陽子線線量の「その場」測定の可能性について検討を行った。昨年度は、試作した球状マイクロソーラーセルの陽子線入射に対する応答特性を様々な観点から調べて、その有用性について日本原子力学会に於いて発表した。マイクロソーラーセル信号の線量に対する線形性は充分であり、球体であるために感度の入射方向依存性は、ほとんど見られなかった。今年度は、信号読み出し技術の開発に関する検討を行った。信号の取り出しについては、有線式、無線式の可能性があるが、まず、基礎的な実験として、無線にて読み出し前置増幅器に電力を送信し、検出器側のアンテナにて受信して回路を動作させる電力を供給する方式の試作器を製作した。マイクロソーラーセルの出力信号は、やはり無線にて外部のアンテナで受信した。前置増幅器には、IC化された漏れ電流の少ないオペアンプを使用した。アンテナの大きさや幾何学的条件を変えて最適な組み合わせを探索した。その結果、電力受信用のアンテナの大きさは、2cm×2cmの大きさが必要であり、送信機と受信機の間隔は最長でも10cmであることが分かった。生体等価物質であるMixDPファントム(厚さ10cm)通して、陽子線入射による信号の読み出しが可能であることを確認した。今後、マイクロソーラーセルに付随する前置増幅器及び電源回路類の小型化が必要である。その為には、最近、進歩が著しいナノテクノロジーを用いることが、有効であると考えられる。