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ホウ素中性子捕捉療法における中性子測定に適した自己放射化有機シンチレータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K08202
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関九州大学

研究代表者

納冨 昭弘  九州大学, 医学研究院, 准教授 (80243905)

研究分担者 金 政浩  九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (80450310)
若林 源一郎  近畿大学, 原子力研究所, 教授 (90311852)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードホウ素中性子捕捉療法(BNCT) / ヨードベンゼン / 液体シンチレータ / プラスチックシンチレータ / 自己放射化法 / 化学クエンチング / ホウ素中性子捕捉療法 / I-128 / Na-24 / 有機シンチレータ / クエンチング / ヨウ素化合物
研究開始時の研究の概要

申請者等はヨウ素含有無機シンチレータを用いて高エネルギーX 線がん治療装置周りの光中性子測定研究を進める過程で、自己放射化法の有用性に気づいた。そこで、これを応用・改良し高強度のBNCT 場で適用可能とする開発を申請課題とすることにした。
手持ちのシンチレータ材料とヨードベンゼンを用いて、ヨウ素添加有機シンチレータを試作してその特性を確認済みである。ヨウ素化合物とその添加量が決まれば、 クエンチングの補正量は一意に決定されるので、一般の「液体シンチレーションカウンタ」の様に、個々の測定試料毎にクエンチングの補正を行う必要は無いものと判断しており、高強度中性子検出器としての最適化を試みる。

研究成果の概要

ヨウ素添加有機シンチレータの自己放射化を利用した中性子検出器の開発を行い、ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)への適用可能性を調査した。低出力原子炉(UTR-KINKI)で中性子照射実験を行い、I-128以外の放射化成分の解明及び化学クエンチングの検討を行った。また、ヨウ素添加有機シンチレータに対する実際のBNCT場(KUR)での中性子照射実験を行い、短時間での照射及び測定が実用的であるか検討した。前者の実験結果から、ヨードベンゼンの質量濃度が1wt%以下では化学クエンチングの影響が小さいことが判明した。また、後者の実験結果では、短時間照射・測定によって中性子フラックスを適正に評価可能であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)は、これまで研究用原子炉中性子源を用いて臨床研究が進められてきたが、医療施設に原子炉を併設することは様々な理由により困難であった。一方、最近、加速器中性子源が開発され、医療機器として認可されたことにより治療施設の普及が進んでいる。臨床の現場では、それぞれの施設毎に異なる可能性のある中性子場の特性を、迅速かつ正確に把握することが品質保証のために不可欠である。本研究では、これまで標準的に使用されてきた金の放射化法の代わりにヨウ素添加有機シンチレータの自己放射化法が使用可能であることを示した。これは、BNCTの日々のQA/QCに有用であると期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] First optical observation of 10B-neutron capture reactions using a boron-added liquid scintillator for quality assurance in boron neutron capture therapy2022

    • 著者名/発表者名
      A.Nohtomi, H.Maeda, N.Sakamoto, G.Wakabayashi, T.Takata, Y.Sakurai
    • 雑誌名

      Radiological Physics and Technology

      巻: 15 号: 1 ページ: 37-44

    • DOI

      10.1007/s12194-021-00645-z

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of water luminescence for diagnostic 120-kV X-rays by using PMT and CCD camera2021

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Nohtomi, Yui Kanzaki, Naoya Sakamoto, Hideya Maeda
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Method in Physics Research A

      巻: 988 ページ: 164935-164935

    • DOI

      10.1016/j.nima.2020.164935

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DEVELOPMENT OF A NEUTRON DOSIMETRY SYSTEM BASED ON DOUBLE SELF-ACTIVATED CsI DETECTORS FOR MEDICAL LINAC ENVIRONMENTS2020

    • 著者名/発表者名
      Yumika Hanada, Akihiro. Nohtomi, Junichi Fukunaga, Yoshiyuki Shioyama
    • 雑誌名

      Radiation Protection Dosimetry

      巻: 192 号: 3 ページ: 378-386

    • DOI

      10.1093/rpd/ncaa218

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A design study of application of the CsI self-activation method to the neutron rem-counter technique2019

    • 著者名/発表者名
      T. Ueki, A. Nohtomi, G. Wakabayashi, J. Fukunaga, T. Kato, S. Ohga
    • 雑誌名

      Radiation Measurements

      巻: 128 ページ: 106181-106181

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] BNCTのQAの為のホウ素添加液体シンチレータを用いたホウ素捕獲反応分布の光学的観測2022

    • 著者名/発表者名
      納冨昭弘、前田英哉、坂本直哉、若林源一郎、髙田卓志、櫻井良憲
    • 学会等名
      第36回 研究会「放射線検出器とその応用」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] CsIシンチレータの自己放射化における自己遮蔽因子の評価2022

    • 著者名/発表者名
      堀内雅一、若林源一郎、納冨昭弘、長友那豊、松村陸
    • 学会等名
      第69回応用物理学会春期学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] CsIシンチレータの自己放射化における内部転換電子の計数の評価2022

    • 著者名/発表者名
      松村陸、若林源一郎、納冨昭弘、長友那豊、堀内雅一
    • 学会等名
      第69回応用物理学会春期学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] The activation properties of CaI2 crystal on neutron detection by the self-activation method with an iodine-containing scintillator2021

    • 著者名/発表者名
      H.Maeda, A.Nohtomi, S.Kurosawa, S.Kodama, G.Wakabayashi, M.Simazu
    • 学会等名
      第121回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] An evaluation of quenching effects and an analysis of a long half-life component for neutron measurement with iodine-added liquid scintillator2021

    • 著者名/発表者名
      N.Sakamoto, A.Nohtomi, Y.Kanzaki, H.Maeda, G. Wakabayashi
    • 学会等名
      第121回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ホウ素の中性子捕獲反応に伴う水発光分布の可視化の実現可能性に関する基礎的検討2021

    • 著者名/発表者名
      納冨昭弘、坂本直哉、前田英哉、若林源一郎
    • 学会等名
      第17回日本中性子捕捉療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of Thermal Neutron Flux in Thermal Reactor by Using Activation of a CsI Scintillator2021

    • 著者名/発表者名
      N.Nagatomo, G.Wakabayashi, A.Nohtomi, M.Horiuchi, R.Matsumura
    • 学会等名
      2021 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ホウ酸水ファントムを用いた中性子捕獲反応の可視化の検討 (1)中性子照射実験2021

    • 著者名/発表者名
      小嶋悠斗、納冨昭弘、坂本直哉、前田英哉、若林源一郎
    • 学会等名
      第16回九州放射線医療技術学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ホウ酸水ファントムを用いた中性子捕獲反応の可視化の検討 (2)シミュレーション計算2021

    • 著者名/発表者名
      山根崇史、納冨昭弘、坂本直哉、前田英哉、若林源一郎
    • 学会等名
      第16回九州放射線医療技術学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] チェレンコフ光の閾値以下での炭素線の水発光現象の線量率依存性2021

    • 著者名/発表者名
      瀬尾友之、納冨昭弘、長友勇樹、綱島義一、日向猛、佐藤弘史、塩山善之
    • 学会等名
      第16回九州放射線医療技術学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 120kV診断用X線による水発光の光電子増倍管とCCDカメラ による観測2021

    • 著者名/発表者名
      納冨昭弘、神崎結衣、坂本直哉、前田英哉
    • 学会等名
      第35回 研究会 放射線検出器とその応用 (KEK)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] An observation of luminescence imaging of water during irradiation by 10 MV clinical linac using a CCD camera2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Kanzaki, A. Nohtomi, J. Fukunaga, Y. Shioyama
    • 学会等名
      2020 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference, 27th International Symposium on Room Dosimetry and Reactor Applications Dosimetry and Reactor Applications
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヨウ素添加プラスチックシンチレータのBNCT中性子場への適用に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      坂本直哉、納冨昭弘、花田侑美佳、金政浩、新城優治、櫻井良憲
    • 学会等名
      2020 年 次世代放射線シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] CaI2結晶のヨウ素自己放射化法による中性子測定への適用2020

    • 著者名/発表者名
      前田英哉、納冨昭弘、黒澤俊介、小玉翔平、若林源一郎、島津美宙
    • 学会等名
      2020 年 次世代放射線シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 120kV診断X線を用いた水発光現象のCCDカメラによる観測2020

    • 著者名/発表者名
      式見夢希、納冨昭弘、神崎祐依、坂本直哉、前田英哉
    • 学会等名
      第15回九州放射線医療技術学術大会(長崎)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 120kV診断X線を用いた水発光現象の光電子増倍管による観測2020

    • 著者名/発表者名
      長友勇樹、納冨昭弘、神崎祐依、坂本直哉、前田英哉
    • 学会等名
      第15回九州放射線医療技術学術大会(長崎)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ヨウ素添加プラスチックシンチレータのBNCT中性子場への適用に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      新留聖哉、納冨昭弘、花田侑美佳、若林源一郎、櫻井良憲
    • 学会等名
      第15回九州放射線医療技術学術大会(長崎)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] In箔と液体シンチレータを用いた中性子検出方法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      中野 優、納冨昭弘、坂本直哉、福永淳一、塩山善之
    • 学会等名
      第15回九州放射線医療技術学術大会(長崎)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ヨウ素添加有機シンチレータを用いた自己放射化法による中性子検出技術のBNCTへの応用に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      納冨昭弘, 花田侑美佳, 坂本直哉, 長野永実, 金政浩, 新城優治, 若林源一郎, 島津美宙, 櫻井良憲
    • 学会等名
      第34回 研究会「放射線検出器とその応用」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Fundamental Study of the neutron ambient dose-equivalent measurement using two CsI self-activation sensors2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Hanada, A. Nohtomi, T. Ueki, R. Kurihara
    • 学会等名
      第117会日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ヨウ素添加液体シンチレータを用いた自己放射化法による中性子計測の検討とクエンチングの影響2019

    • 著者名/発表者名
      坂本直哉, 納冨昭弘, 長野永実, 若林源一郎, 島津美宙
    • 学会等名
      次世代放射線シンポジウム2019(第31回放射線夏の学校)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] CsI板の自己放射化とCCDを用いた熱中性子ビーム測定と生成放射能の校正2019

    • 著者名/発表者名
      神崎祐依, 納冨昭弘, 櫻井良憲, 栗原凌佑
    • 学会等名
      次世代放射線シンポジウム2019(第31回放射線夏の学校)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] A fundamental study of a development of neutron dosimeter using double self-activated CsI scintillators for neutron doses around clinical Linacs2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Hanada, A. Nohtomi, T. Ueki, R. Kurihara
    • 学会等名
      2019IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヨウ素添加液体シンチレータを用いた自己放射化法による中性子計測の検討とヨードベンゼンの添加量の影響2019

    • 著者名/発表者名
      長野永実, 納冨昭弘, 坂本直哉, 若林源一郎, 島津美宙
    • 学会等名
      第14回九州放射線医療技術学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] CaI2結晶のヨウ素自己放射化法による中性子測定への適用2019

    • 著者名/発表者名
      前田英哉, 納冨昭弘, 黒澤俊介, 小玉翔平, 若林源一郎, 島津美宙
    • 学会等名
      第14回九州放射線医療技術学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 診療放射線基礎テキストシリーズ[4] 放射線計測学2020

    • 著者名/発表者名
      納冨昭弘
    • 総ページ数
      264
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320061903
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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