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粒子線マイクロドジメトリを目指した高精度超伝導粒子線検出技術の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 18H03892
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分31: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
研究機関東京大学

研究代表者

大野 雅史  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (90391896)

研究分担者 松藤 成弘  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医学・医療部門 研究企画部, グループリーダー(定常) (00280743)
浮辺 雅宏  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究グループ長 (00344226)
清水 森人  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (20613988)
神代 暁  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 総括研究主幹 (60356962)
池田 時浩  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 専任研究員 (80301745)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
44,330千円 (直接経費: 34,100千円、間接経費: 10,230千円)
2020年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
2019年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
2018年度: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
キーワード超伝導転移端センサ / 重粒子線治療 / マイクロドジメトリ / 重粒子線癌治療 / 重粒子線マイクロドジメトリ
研究成果の概要

重粒子線癌治療において被曝を最小限に抑えつつ高い治療効果を得るには、体内の微視的な吸収線量分布の正確な把握が必要不可欠である。本研究実施者は、放射線吸収による温度上昇を精密に計測する超伝導転移端センサを導入し、個々の重粒子が持つエネルギーの精密な計測を可能にする大型グラファイト吸収体を搭載した検出器と重粒子線ビームの物理的相互作用により動径方向に発生する2次電子等の精密検出を可能にする極小ピクセル検出器を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発された重粒子線マイクロドジメトリ検出器により得られる実験データをベースとして精密に構築される物理モデルは生物学的効果を評価する原動力となるものであり、将来の計算能力の進歩とあいまって、治療計画での線量分布予測の向上に還元され、癌治療における根治率向上及び再発率の低減、被曝線量の低減等、QOL(生活の質)に飛躍的改善をもたらすことが期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Microcalorimetry of Carbon Ion Beam for Medical Treatment by Transition Edge Sensor2020

    • 著者名/発表者名
      Ryan Smith , Masashi Ohno, Yoshitaka Miura, Naoki Nakada, Yuki Mitsuya, Hiroyuki Takahashi, Tokihiro Ikeda, Chico Otani, Makoto Sakama, Naruhiro Matsufuji, Tomoya Irimatsugawa, Satoshi Kohjiro, Hirotake Yamamori and Fuminori Hirayama
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 199 号: 3-4 ページ: 1012-1017

    • DOI

      10.1007/s10909-020-02397-3

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Optimized detector design of transition edge sensors for the calorimetry of carbon ion beam2021

    • 著者名/発表者名
      Ryan Smith, Masashi Ohno, Yuki Mitsuya, Hiroyuki Takahashi
    • 学会等名
      19th International Workshop on Low Temperature Detectors (LTD19)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] チュートリアル講演:超伝導検出器TES2020

    • 著者名/発表者名
      大野雅史
    • 学会等名
      新学術領域「地下から解き明かす宇宙の歴史と物質の進化」主催:第1回低温技術研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超伝導転移端センサによる治療用炭素重粒子カロリメトリ2020

    • 著者名/発表者名
      スミスライアン, 大野雅史, 三浦義隆, et al.
    • 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
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Microcalorimetry of Carbon Ion Beam for Medical Treatment by Transition Edge Sensor2019

    • 著者名/発表者名
      Ryan Smith , Masashi Ohno, Yoshitaka Miura, Naoki Nakada, Yuki Mitsuya, Hiroyuki Takahashi, Tokihiro Ikeda, Chico Otani, Makoto Sakama, Naruhiro Matsufuji, Tomoya Irimatsugawa, Satoshi Kohjiro, Hirotake Yamamori and Fuminori Hirayama
    • 学会等名
      18th International Workshop on Low Temperature Particle Detectors (LTD-18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Precision measurement of the absorbed dose in heavy ion beam by superconducting transition edge sensor2019

    • 著者名/発表者名
      Masashi Ohno, Smith Ryan, Yoshitaka Miura, Hiroyuki Takahashi, Makoto Sakama, Naruhiro Matsufuji, Tokihiro Ikeda
    • 学会等名
      18th International Workshop on Low Temperature Particle Detectors (LTD-18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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