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超高感度半導体臭化タリウムを用いた散乱吸収一体型コンプトンカメラの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H02523
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医学物理学・放射線技術学
研究機関東北大学

研究代表者

人見 啓太朗  東北大学, 工学研究科, 准教授 (60382660)

研究分担者 小野寺 敏幸  東北工業大学, 工学部, 准教授 (10620916)
渡辺 賢一  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (30324461)
金 聖潤  東北大学, 工学研究科, 准教授 (50574357)
長野 宣道  東北大学, 工学研究科, 助教 (60757673)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
46,280千円 (直接経費: 35,600千円、間接経費: 10,680千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2016年度: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
2015年度: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
キーワードコンプトンカメラ / 臭化タリウム / ガンマ線 / 半導体検出器 / 位置敏感型検出器 / 結晶成長 / ガンマ線検出器 / 放射線、X線、粒子線
研究成果の概要

超高感度の臭化タリウム(TlBr)半導体を用いて、ガンマ線のイメージングが可能なコンプトンカメラを開発した。TlBr素材の純化、結晶育成、検出器製作を一貫して行い、ガンマ線検出器を製作した。TlBr検出器を用いて137Cs線源からの662 keVのガンマ線と60Co線源からの1173 keVおよび1333 keVのガンマ線のイメージングに成功した。開発した検出器は核医学診断装置の高度化などへの応用が期待できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では素材の純化から検出器製作までを一貫して行い、ガンマ線のイメージングへの応用が可能な高感度のTlBrガンマ線検出器の開発を行った。本研究で得られた成果は純国産の世界最高水準の新しい半導体検出器技術である。本研究の成果は核医学診断装置においては複数元素同時イメージング、粒子線治療においては線量分布の可視化につながる技術であり、その応用範囲は極めて広く、学術的・社会的意義は大きい。

報告書

(6件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 14件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] University of Michigan(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Michigan(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoluminescence and scintillation of TlBr crystals at low temperatures2020

    • 著者名/発表者名
      Koshimizu Masanori、Hitomi Keitaro、Nogami Mitsuhiro、Yanagida Takayuki、Fujimoto Yutaka、Asai Keisuke
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 59 号: SC ページ: SCCB19-SCCB19

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab4895

    • NAID

      210000157202

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crystalline Characterization of TlBr Semiconductor Detectors Using Wavelength-resolved Neutron Imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Watanabe, Kio Matsumoto, Akira Unitani, Keitaro Hitomi, Mitsuhiro Nogami, and Winfried Kockelmann
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Transient Absorption Spectroscopy of TlBr Crystals Using Pulsed Electron Beams2020

    • 著者名/発表者名
      Masanori Koshimizu, Yusa Muroya, Shinichi Yamashita, Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Yutaka Fujimoto, and Keisuke Asai
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Prompt Gamma-Ray Detection with TlBr Detectors for Proton Radiation Therapy2019

    • 著者名/発表者名
      K. Hitomi, T. Higuma, H. Hosokawa, M. Nogami, A. Terakawa
    • 雑誌名

      CYRIC Annual Report 2016-2017

      巻: - ページ: 50-52

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recent results from pixelated TlBr detectors with Tl electrodes operated at room-temperature2017

    • 著者名/発表者名
      C. Leak, W. Koehler, S. O'Neal, Z. He, K. Hitomi
    • 雑誌名

      Nuclear Science Symposium, Medical Imaging Conference and Room-Temperature Semiconductor Detector Workshop (NSS/MIC/RTSD), 2016

      巻: - ページ: 1-3

    • DOI

      10.1109/nssmic.2016.8069952

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Fabrication of double-sided thallium bromide strip detectors2016

    • 著者名/発表者名
      Keitaro Hitomi, Nobumichi Nagano, Toshiyuki Onodera, Seong-Yun Kim, Tatsuya Ito, Keizo Ishii
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A

      巻: 823 ページ: 15-19

    • DOI

      10.1016/j.nima.2016.03.107

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Study on Effects of Gamma-Ray Irradiation on TlBr Semiconductor Detectors2016

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Matsumura, Kenichi Watanabe, Atsushi Yamazaki, Akira Uritani, Norihisa Kimura, Nobumichi Nagano, and Keitaro Hitomi
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on Radiation Detectors and Their Uses (ISRD2016), JPS Conference Proceedings

      巻: 11 ページ: 030005-030005

    • DOI

      10.7566/jpscp.11.030005

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 波長分解中性子イメージングに基づくTlBr検出器製作過程の検討2020

    • 著者名/発表者名
      渡辺 賢一、松本 伎朗、瓜谷 章、野上 光博、人見 啓太朗
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] TlBr結晶のパルス電子ビームを用いた過渡吸収分光2020

    • 著者名/発表者名
      越水 正典、室屋 裕佐、山下 真一、野上 光博、人見 啓太朗、藤本 裕、浅井 圭介
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of 1-cm thick Thallium Bromide Gamma-Ray Detectors2019

    • 著者名/発表者名
      K. Hitomi, M. Nogami, T. Onodera, K. Watanabe, K. Matsumoto, J. Lee, K. Ishii
    • 学会等名
      26th International Symposium on Room-Temperature Semiconductor X-Ray & Gamma-Ray Detectors
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Crystalline evaluation of TlBr semiconductor detectors using energy-resolved neutron imaging2019

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe1, K. Matsumoto, A. Uritani, Y. Kiyanagi, K. Hitomi, M. Nogami, H. Sato, W. Kockelmann
    • 学会等名
      26th International Symposium on Room-Temperature Semiconductor X-Ray & Gamma-Ray Detectors
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Partial Recovery of Pixellated Thallium Bromide from Polarization through Sustained Reverse-Polarity Biasing2019

    • 著者名/発表者名
      E. Hall, K. Hitomi, Z. He
    • 学会等名
      26th International Symposium on Room-Temperature Semiconductor X-Ray & Gamma-Ray Detectors
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] TlBr結晶の低温発光特性における結晶成長部位と熱履歴の影響2019

    • 著者名/発表者名
      越水 正典、人見 啓太朗、野上 光博、柳田 健之、藤本 裕、浅井 圭介
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 波長分解中性子イメージングによるTlBrの結晶性評価2019

    • 著者名/発表者名
      渡辺 賢一、松本 伎朗、人見 啓太朗、野上 光博、山﨑 淳、吉橋 幸子、瓜谷 章
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 1 cm厚ピクセル型TlBr放射線検出器の製作と評価2019

    • 著者名/発表者名
      野上光博、人見啓太朗、小野寺敏幸、渡辺賢一、松本伎朗、伊藤辰也、金聖潤、石井慶造
    • 学会等名
      第66回 応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 大型TlBr放射線検出器の製作と評価2018

    • 著者名/発表者名
      野上光博、人見啓太朗、長野宣道、小野寺敏幸、渡辺賢一、松本伎朗、伊藤辰也、金聖潤、石井慶造
    • 学会等名
      第79回 応用物理学会 秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of large volume pixelated TlBr detectors2018

    • 著者名/発表者名
      K. Hitomi, M. Nogami, N. Nagano, T. Onodera, K. Watanabe, N. Kimura, S. Kubo, S. - Y. Kim, T. Ito, K. Ishii
    • 学会等名
      25th International Symposium on Room-Temperature Semiconductor Detectors
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 三次元相互作用位置情報を用いた9ピクセル型TlBr検出器の評価2017

    • 著者名/発表者名
      砂庭 広季、人見 啓太朗、長野 宣道、小野寺 敏幸、金 聖潤、伊藤 辰也、木村 乃久、高坂 充、石井 慶造
    • 学会等名
      日本原子力学会2017年春の年会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ピクセル型TlBr半導体検出器を用いたコンプトンカメラの開発2017

    • 著者名/発表者名
      松村 基広、渡辺 賢一、山﨑 淳、吉橋 幸子、瓜谷 章、砂場 広季、長野 宣道、人見 啓太朗
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Development of Thallium Bromide Detectors for Compton Imaging2017

    • 著者名/発表者名
      K. Hitomi, M. Nogami, N. Nagano, T. Onodera, K. Watanabe, M. Matsumura, S.-Y. Kim, T. Ito, K. Ishii
    • 学会等名
      24th International Symposium on Room-Temperature Semiconductor X-Ray and Gamma-Ray Detectors
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Evaluation of TlBr Detectors for Prompt Gamma-Ray Detection for Proton Therapy2017

    • 著者名/発表者名
      M. Nogami, K. Hitomi, N. Nagano, T. Onodera, H. Hosokawa, T. Higuma, S.-Y. Kim, T. Ito, A. Terakawa
    • 学会等名
      24th International Symposium on Room-Temperature Semiconductor X-Ray and Gamma-Ray Detectors
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent Results from Pixelated TlBr Detectors with Tl Electrodes Operated at Room-Temperature2016

    • 著者名/発表者名
      C. Leak, W. Koehler, S. O'Neal, Z. He, K. Hitomi
    • 学会等名
      The 23rd International Symposium on Room-Temperature Semiconductor Detectors
    • 発表場所
      The Strasbourg Convention Center, Strasbourg (France)
    • 年月日
      2016-10-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic Study of a Compton Scattering Camera Using a Pixelated TlBr Detector2016

    • 著者名/発表者名
      M. Matsumura, K. Watanabe, A. Yamazaki, S. Yoshihashi, A. Uritani, H. Sunaba, N. Nagano, K. Hitomi
    • 学会等名
      The 23rd International Symposium on Room-Temperature Semiconductor Detectors
    • 発表場所
      The Strasbourg Convention Center, Strasbourg (France)
    • 年月日
      2016-10-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Growth of TlBr Crystals by the Vertical Bridgman Method and the Traveling Molten Zone Method for Gamma-Ray Detector Applications2016

    • 著者名/発表者名
      K. Hitomi, T. Onodera, N. Nagano, K. Watanabe, M. Matsumura, S.-Y. Kim, T. Ito, K. Ishii
    • 学会等名
      The 23rd International Symposium on Room-Temperature Semiconductor Detectors
    • 発表場所
      The Strasbourg Convention Center, Strasbourg (France)
    • 年月日
      2016-10-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ピクセル型臭化タリウム半導体検出器を用いたコンプトンカメラの研究2016

    • 著者名/発表者名
      松村基広、山崎淳、渡辺賢一、吉橋幸子、瓜谷章、砂庭広季、長野宣道、人見啓太朗
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 三次元相互作用位置情報を用いたTlBr検出器のエネルギー分解能改善2016

    • 著者名/発表者名
      砂庭広季、人見啓太朗、長野宣道、木村乃久、小野寺敏幸、伊藤辰也、金聖潤、石井慶造
    • 学会等名
      日本原子力学会2016年秋の大会
    • 発表場所
      久留米シティプラザ(福岡県久留米市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 波形解析による臭化タリウム検出器のエネルギー分解能改善2016

    • 著者名/発表者名
      人見啓太朗、長野宣道、小野寺敏幸、伊藤辰也、金聖潤、石井慶造
    • 学会等名
      第53回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 発表場所
      東京大学弥生講堂(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-07-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication and Evaluation of Orthogonal-Strip TlBr Gamma-Ray Detectors2016

    • 著者名/発表者名
      K. Hitomi, N. Nagano, T. Onodera, T. Ito, S.-Y. Kim, K. Ishii
    • 学会等名
      2016 IEEE SYMPOSIUM ON RADIATION MEASUREMENTS AND APPLICATIONS
    • 発表場所
      University of California, Berkeley, California (USA)
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Tolerance of TlBr Semiconductor Detectors to Gamma-Ray Irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      M. Matsumura, K. Watanabe, A. Yamazaki, A. Uritani, N. Nagano, K. Hitomi
    • 学会等名
      2016 IEEE SYMPOSIUM ON RADIATION MEASUREMENTS AND APPLICATIONS
    • 発表場所
      University of California, Berkeley, California (USA)
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 位置敏感型TlBr検出器の製作と評価2016

    • 著者名/発表者名
      人見啓太朗、長野宣道、小野寺敏幸、伊藤辰也、金聖潤、石井慶造
    • 学会等名
      日本原子力学会「2016年春の年会」
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Tl電極の臭化タリウム半導体検出器の温度特性2016

    • 著者名/発表者名
      松村基広、山﨑淳、渡辺賢一、瓜谷章、長野宣道、人見啓太朗
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 3 x 3ピクセル電極を有するTlBr検出器の製作2016

    • 著者名/発表者名
      人見啓太朗、長野宣道、小野寺敏幸、伊藤辰也、金聖潤、石井慶造
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of position-sensitive TlBr gamma-ray detectors2016

    • 著者名/発表者名
      K. Hitomi, N. Nagano, T. Onodera, T. Ito, S.-Y. Kim, K. Ishii
    • 学会等名
      International Symposium on Radiation Detectors and Their Uses
    • 発表場所
      KEK (Tsukuba, Ibaraki)
    • 年月日
      2016-01-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on the effects of exposure of TlBr semiconductor detector to gamma-ray2016

    • 著者名/発表者名
      M. Matsumura, K. Watanabe, A. Yamazaki, A. Uritani, N. Nagano, K. Hitomi
    • 学会等名
      International Symposium on Radiation Detectors and Their Uses
    • 発表場所
      KEK (Tsukuba, Ibaraki)
    • 年月日
      2016-01-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of TlBr Gamma-Ray Detectors with Single Polarity Charge Sensing Configurations2015

    • 著者名/発表者名
      K. Hitomi, N. Nagano, T. Onodera, C. Disch, S.-Y. Kim, T. Ito, K. Ishii
    • 学会等名
      2015 IEEE Nuclear Science Symposium, Medical Imaging Conference, and 22nd International Symposium on Room-Temperature Semiconductor X-Ray and Gamma-ray Detectors
    • 発表場所
      Town and Country Hotel, San Diego, California (USA)
    • 年月日
      2015-10-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] SPECT装置への応用を目指した新しい化合物半導体検出器の開発2015

    • 著者名/発表者名
      人見啓太朗、長野宣道、小野寺敏幸、伊藤辰也、金聖潤、石井慶造
    • 学会等名
      第43回日本放射線技術学会秋季学術大会
    • 発表場所
      金沢市文化ホール(石川県・金沢市)
    • 年月日
      2015-10-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 両面ストリップ型TlBr検出器の製作2015

    • 著者名/発表者名
      人見啓太朗、長野宣道、小野寺敏幸、伊藤辰也、金聖潤、石井慶造
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 臭化タリウム半導体検出器の耐放射線性2015

    • 著者名/発表者名
      松村基広、山﨑淳、渡辺賢一、瓜谷章、長野宣道、人見啓太朗
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] TlBr検出器を用いたガンマ線CTの検討2015

    • 著者名/発表者名
      長野宣道、人見啓太朗、小野寺敏幸、伊藤辰也、金聖潤、石井慶造
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] TlBrガンマ線検出器の信号処理法開発2015

    • 著者名/発表者名
      長野宣道、人見啓太朗、伊藤辰也、金聖潤、石井慶造、小野寺敏幸
    • 学会等名
      日本原子力学会「2015年秋の大会」
    • 発表場所
      静岡大学静岡キャンパス(静岡県・静岡市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-11-04  

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