| 研究課題/領域番号 |
19H00881
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 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
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
島添 健次 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (70589340)
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| 研究分担者 |
高田 英治 富山高等専門学校, その他部局等, 教授 (00270885)
石田 文彦 富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (20345432)
富田 英生 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (20432239)
田村 雄介 東北大学, 工学研究科, 准教授 (40515798)
武田 彩希 宮崎大学, 工学部, 准教授 (40736667)
鎌田 圭 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (60639649)
禹 ハンウル 工学院大学, 工学部, 准教授 (80845272)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
44,850千円 (直接経費: 34,500千円、間接経費: 10,350千円)
2022年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2021年度: 12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
2020年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
2019年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
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| キーワード | ガンマ線 / コンプトンカメラ / ガンマカメラ / 定量化 / 4π / 環境モニタリング / Time of Flight / TOF / シンチレーター / Time Of Flight / ロボット |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は、医用診断、環境モニタリング、宇宙ガンマ線、核セキュリティ等の幅広い領域で必要とされるガンマ線定量可視化技術の理論的、実験的な手法の確立である。本研究においては、3 次元全方向に等方的感度を有する 自己位置推定型の TOFガンマ線カメラの開発を行い、線量の定量化イメージングを目指す。 具体的には、全方向に感度を有する新高速シンチレータを用いたスフィア型 TOF(Time Of Flight)ガンマカメラの開発、カメラの自己位置推定可能なロボット技術開発、配置された線源の定量イメージング実証試験、理論的な定量手法論を構築を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は全方位3次元測距とガンマイメージングを融合した俯瞰画像下線源可視化・定量法の開発である。コンプトンイメージングは高感度なガンマ線イメージング手法の一つであるが、これまでホットスポット等の検出に用いられてきており定量化が困難であった。またコンプトン散乱の反応順序の特定誤差から画像が劣化する問題があった。本研究では、3次元全方向コンプトンカメラを用いて複数の線源からの距離情報を用いた線源強度の推定に成功した。また結晶散乱の拘束時間測定を行うことでTOF(Time Of Flight)型のコンプトンカメラの製作、実地試験の実施、取得画像からの探索アルゴリズムの開発に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では全方向探索可能な3次元TOF(Time Of Flight)型のコンプトンカメラの製作と定量化試験を実施した。コンプトンカメラにおいては線源の定量化が課題であった。複数の検出器位置からの情報を用いることで、高い精度で線源強度を推定可能であることを確認した。また高速応答を行うASIC (~50ps)の開発を行い、高速シンチレータ(GFAG)と組み合わせることで200ps台のコンプトン散乱検出を可能にし、反応順序の特定に成功した。これにより定量性のあるガンマ線イメージングとしてのコンプトンカメラの改良の道筋をつけ、環境や宇宙、医療のガンマ線イメージングへの展開が見込まれる。
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