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加速器BNCTにおける日常QA測定のための中性子エネルギー分布評価手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K12638
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80040:量子ビーム科学関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

増田 明彦  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 (70549899)

研究分担者 熊田 博明  筑波大学, 医学医療系, 准教授 (30354913)
高田 健太  群馬県立県民健康科学大学, 診療放射線学部, 准教授 (10640782)
松本 哲郎  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 (70415793)
原野 英樹  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, 研究グループ長 (60302775)
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: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード放射線計測 / 中性子 / ホウ素中性子捕捉療法 / BNCT / 中性子スペクトル / 中性子医療 / 放射線治療 / シンチレーター / 中性子検出器 / 中性子計測 / 放射線
研究開始時の研究の概要

加速器で生成される中性子ビームを用いるホウ素中性子捕捉療法(BNCT)では、加速器のコンディション変化などに伴い中性子のエネルギー分布が変動すると、治療効果や安全性に大きな影響を及ぼす可能性がある。そこで、想定通りの中性子ビームが得られていることを日常的に短時間で簡便に評価(デイリーQA)できる技術が求められている。代表者らは既に加速器BNCT施設の大強度中性子ビームのエネルギー分布を精密に測定する検出器群の開発に成功しており、その原理を応用し、短時間で簡便にデイリーQAに必要な精度で運用することができる小型・一体型の中性子エネルギー分布評価装置を開発する。

研究成果の概要

ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)のための中性子ビームの日常的なエネルギー分布安定性の検証を行うための手法を提案した。高密度ポリエチレン製の中性子減速材中に複数の低エネルギー中性子検出器を配置し、その出力比からエネルギー分布の変動を検出するエネルギー分布評価装置を開発した。モンテカルロシミュレーションにより、エネルギー分布変動への感度を最適化した検出器配置を求め、装置を試作し、検出器及び装置の特性評価試験を実施した。今後はBNCT施設での検証や、必要に応じて改良を行っていく予定である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

BNCT用加速器中性子源で得られる中性子ビームのエネルギー分布を実験的に評価する技術はすでに研究代表者らのグループで取り組んでいたが、1日がかりの測定と高度な考察や経験を必要とする解析作業を伴うものであった。本研究で提案する手法は、医療機関の実態を考慮して日常的に短時間で簡便にエネルギー分布変動を確認できるようにすることを企図したものであり、実用化されればBNCTの安全安心な実施と治療実績の向上につながると期待される。

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

    (12件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うちオープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Response characteristic measurements of lithium-glass scintillators used in the BSS for the intense neutron beams2021

    • 著者名/発表者名
      A. Masuda, T. Matsumoto, H. Tanaka, D. Itoh, H. Harano, Y. Sakurai, T. Takata
    • 雑誌名

      KURNS Progress Report 2020

      巻: 1 ページ: 68-68

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Feasibility study on a current-mode 3He gas neutron detectors for thermal and epi-thermal neutron measurements2021

    • 著者名/発表者名
      T. Matsumoto, A. Masuda, H. Harano, J. Hori, K. Terada
    • 雑誌名

      KURNS Progress Report 2020

      巻: 1 ページ: 99-99

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] BNCTに関する中性子計測標準の取り組み2021

    • 著者名/発表者名
      増田 明彦、松本 哲郎、原野 英樹
    • 雑誌名

      応用物理学会 放射線分科会誌「放射線」

      巻: 46 ページ: 72-76

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 中性子標準の開発の現状と応用2021

    • 著者名/発表者名
      松本 哲郎、増田 明彦、 原野 英樹
    • 雑誌名

      日本原子力学会誌『ATOMOΣ』

      巻: 63

    • NAID

      130008050895

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)の大強度中性子に対応する中性子スペクトロメーターの開発2022

    • 著者名/発表者名
      増田明彦、松本哲郎、真鍋征也、原野英樹
    • 学会等名
      2021年度計量標準総合センター成果発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 医療用加速器中性子源のエネルギー分布測定技術の開発と校正技術の検討2021

    • 著者名/発表者名
      増田明彦、松本哲郎、原野英樹、真鍋征也、熊田博明、高田健太、田中進、榮武二、田中浩基、櫻井良憲
    • 学会等名
      生体量子捕獲反応研究会2021Early-Summer Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大強度加速器中性子源の特性評価のための検出器開発2021

    • 著者名/発表者名
      増田 明彦、松本 哲郎、原野 英樹
    • 学会等名
      2020年度 産業技術総合研究所 計量標準総合センター 成果発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] BNCTに関する中性子計測標準の取り組み2020

    • 著者名/発表者名
      増田 明彦、松本 哲郎、原野 英樹
    • 学会等名
      第81回 応用物理学会 秋季学術講演会 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大強度中性子ビーム用ボナー球スペクトロメーターの開発と医療施設での測定2020

    • 著者名/発表者名
      増田 明彦、松本 哲郎、原野 英樹、熊田 博明、田中 進、榮 武二、高田 健太
    • 学会等名
      産業技術総合研究所 2019年度 計量標準総合センター成果発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 加速器BNCTにおけるQA測定のためのエネルギー分布評価手法2020

    • 著者名/発表者名
      増田 明彦、松本 哲郎、熊田 博明、高田 健太、榮 武二
    • 学会等名
      2020年第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Neutron measurements for boron neutron capture therapy2019

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Masuda
    • 学会等名
      Emerging Scientist Workshop 2019 (ESW 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neutron spectral fluence measurements of BNCT beams using Bonner sphere spectrometer2019

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Masuda, Tetsuro Matsumoto, Hiroaki Kumada, Kenta Takada, Susumu Tanaka, Jun-ichi Hori, Tadafumi Sano, Yoshinori Sakurai, Hiroki Tanaka, Hideki Harano, Takeji Sakae
    • 学会等名
      10th Young Researchers Boron Neutron Capture Therapy Meeting (YBNCT 10)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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