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有機フォトクロミズムを用いた生体等価型放射線イメージング素子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K19082
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
研究機関東北大学

研究代表者

越水 正典  東北大学, 工学研究科, 准教授 (40374962)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワードフォトクロミズム / ラジオクロミズム / ラジオフォトルミネッセンス / 異性化 / 生体等価性 / 光異性化 / 放射線検出 / 放射線イメージング
研究成果の概要

本研究では、放射線照射による着色・色調変化(ラジオクロミズム)および放射線照射による蛍光特性発現(ラジオフォトルミネッセンス)を、有機材料において実現することを目的として研究を進めた。これらの特性発現から、局所的な放射線量を検知することの可能な材料開発を目的とした。上記の特性を実現するための素材として、フォトクロミズムを呈する有機分子を用いた。フォトクロミズムでは、光吸収による励起状態の形成により、分子の異性化が生じ、光学特性が変化する。多様な異性化機構を有する有機分子を対象として材料開発を行った。結果として、放射線による異性化を実現し、双方の特性を有する材料を複数開発することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果では、有機物ベースでの、また光学特性変化に基づいた放射線計測が可能となった。このことは、有機物を用いる利点であるところの、柔軟性や可塑性を利用した曲面や複雑な構造中での線量分布測定を可能とするものである。また、有機物を主成分とすることにより、生体と同様の放射線エネルギー付与特性を有する計測材料の合成が可能である。そのため、主にがんの放射線治療の計画策定における精密な線量分布測定への応用が可能となる。このことは、がん組織への線量集中および健常組織への照射線量の低減を通じて、がん治療の高度化に資するものであり、以って国民の健康増進に資するものである。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Radiophotoluminescent organic materials based on photoswitchable fluorescent diarylethene derivatives2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei Asai, Takashi Ubukata, Masanori Koshimizu, Yutaka Fujimoto, Takayuki Yanagida, Hiroki Kawamoto, Keisuke Asai
    • 雑誌名

      J. Mater. Sci. Mater. in Electron.

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radiochromic properties of organic films based on a diarylethene molecule2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei Asai, Masanori Koshimizu, Yutaka Fujimoto, Keisuke Asai
    • 雑誌名

      Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isomerization behavior of fulgide-type photochromic compounds upon X-ray irradiation2019

    • 著者名/発表者名
      Kawamura Ichiro、Koshimizu Masanori、Fujimoto Yutaka、Kawamoto Hiroki、Asai Keisuke
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 号: 2 ページ: 022003-022003

    • DOI

      10.7567/1347-4065/aaf715

    • NAID

      210000135291

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] adiochromic properties of organic _lms based on a diarylethene molecule2018

    • 著者名/発表者名
      Kohei Asai, Masanori Koshimizu, Yutaka Fujimoto, Keisuke Asai
    • 学会等名
      SORMA XVII
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Organic radiochromic films based on photochromic spiropyran molecules2018

    • 著者名/発表者名
      K. Asai, M. Koshimizu, Y. Fujimoto, K. Asai
    • 学会等名
      2018 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of radiochromic polymer films based on photochromic fulgides for X-ray detection2018

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Kawamura, Masanori Koshimizu, Yutaka Fujimoto, Hiroki Kawamoto, Keisuke Asai
    • 学会等名
      14th International Workshop on Ionizing Radiation Monitoring
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 紫外光およびX線照射によるAberchrome670の異性化挙動2018

    • 著者名/発表者名
      河村一朗,越水正典,藤本裕,川本弘樹,浅井圭介
    • 学会等名
      次世代放射線シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 2, 3-ジヒドロ-2-スピロ-4’-[8’ -アミノナフタレン-1’ (4’h)-オン]ぺリミジンのX線照射に対するフォトクロミズム2018

    • 著者名/発表者名
      川本弘樹、越水正典、藤本裕、浅井圭介
    • 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] X線照射によるフルギド系フォトクロミック化合物の異性化反応2018

    • 著者名/発表者名
      河村一朗, 越水正典, 藤本裕, 川本弘樹, 浅井圭介
    • 学会等名
      第61回放射線化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光ジアリールエテン化合物添加ポリマー膜へのX 線照射に伴う蛍光スイッチング挙動2017

    • 著者名/発表者名
      浅井康平、生方俊、越水正典、藤本裕、浅井圭介
    • 学会等名
      第28回光物性研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of radiochromic and radiophotoluminescence polymer films based on photochromic compounds for X-ray detection2017

    • 著者名/発表者名
      K. Asai, T. Ubukata, M. Koshimizu, Y. Fujimoto, K. Asai
    • 学会等名
      The 13th International Workshop on Ionizing Radiation Monitoring
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛍光スイッチング特性を備えたフォトクロミック材料のX線照射による異性化挙動2017

    • 著者名/発表者名
      浅井康平、生方俊、越水正典、藤本裕、浅井圭介
    • 学会等名
      日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 蛍光スイッチング特性を備えたジアリールエテン化合物のX線照射による異性化挙動2017

    • 著者名/発表者名
      浅井康平、生方俊、越水正典、藤本裕、浅井圭介
    • 学会等名
      第60回放射線化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 蛍光スイッチング特性を備えたジアリールエテン化合物のX線照射による異性化挙動2017

    • 著者名/発表者名
      浅井康平、生方俊、越水正典、藤本裕、浅井圭介
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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