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臨床用RI製造のための高精度ビームエネルギー制御技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K08014
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
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

宮脇 信正  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線高度利用施設部, 主任研究員 (90370478)

研究分担者 渡辺 茂樹  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 主幹研究員 (10450305)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードアスタチン / RI製造 / サイクロトロン / ビームエネルギー
研究開始時の研究の概要

アルファ線核医学治療の候補核種であるアスタチン-211(At-211)の製造では、加速器からのビームのエネルギーの僅かな差で生成率が大きく変化し、エネルギーが高いと化学的に分離不能なAt-210の生成及びこれの壊変による放射性毒性の高い核種が生じる。臨床用At-211の製造プロセスでは収量の最大化と高品質化の両立が極めて重要である。高強度ビームの供給が可能なサイクロトロンはAt-211の製造に適するが、ビームエネルギーの再現性に最大1%程度の幅があり、エネルギーを精度良く制御する必要がある。本研究では、サイクロトロンの高精度ビームエネルギー制御技術の開発を試み、収量の最大化と高品質化を目指す。

研究成果の概要

本研究は、サイクロトロンで加速したヘリウム(He)ビームをビスマス(Bi)ターゲットに照射して製造されるアスタチン(At-211)について、At-210の混入防止とAt-211の収量の最大化を目的として、高精度ビームエネルギー制御技術の開発に関する研究を実施した。ビームエネルギー制御に最適なサイクロトロンのパラメータを見い出してビームエネルギーを連続的に変更できるとともに、そのメカニズムを明らかにし、At-210が生成せずにAt-211の生成率が高い条件で照射できることを実験により示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究ではサイクロトロンのビームエネルギーを連続的に変更できることを実証するとともに、従来の薄い金属板でエネルギーを減弱する手法に比べて臨機応変に素早くエネルギー変更が可能である事を示した。本成果は、ビームエネルギーに敏感なRIの多量製造に対しての有用性示すものであり、加速器科学の学術的意義がある。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うちオープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Experimental study of beam energy control at the TIARA AVF cyclotron2023

    • 著者名/発表者名
      N. Miyawaki, S. Watanabe, H. Kashiwagi, N. S Ishioka, S. Kurashima, M. Fukuda
    • 雑誌名

      Proceedings of the 23rd International Conference on Cyclotrons and their Applications

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] TIARA AVF サイクロトロンの高精度ビームエネルギー制御の検討2023

    • 著者名/発表者名
      宮脇信正, 渡辺茂樹, 柏木啓次, 石岡典子, 倉島俊, 福田光宏
    • 雑誌名

      Proceedings of the 19th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan

      巻: - ページ: 889-892

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Measurement test of beam energy and position monitor system in the beam transport line for RI production2023

    • 著者名/発表者名
      N. Miyawaki, H. Kashiwagi, S. Kurashima, S. Watanabe and N. S Ishioka
    • 雑誌名

      QST Takasaki Annual Report 2021

      巻: QST-M-39 ページ: 100-100

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Experimental study of beam energy control at the TIARA AVF cyclotron2022

    • 著者名/発表者名
      N. Miyawaki, S. Watanabe, H. Kashiwagi, N. S Ishioka, S. Kurashima, M. Fukuda
    • 学会等名
      23rd International Conference on Cyclotrons and their Applications
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] TIARA AVF サイクロトロンの高精度ビームエネルギー制御の検討2022

    • 著者名/発表者名
      宮脇信正, 渡辺茂樹, 柏木啓次, 石岡典子, 倉島俊, 福田光宏
    • 学会等名
      第19回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] TIARA AVF サイクロトロンにおけるRI製造用ビームラインのビームエネルギー・位置モニターの開発2021

    • 著者名/発表者名
      宮脇信正、渡辺茂樹、柏木啓次、石岡典子、倉島俊、福田光宏
    • 学会等名
      第18回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ビームエネルギー・位置モニターの導入とビーム測定テスト2021

    • 著者名/発表者名
      宮脇信正、渡辺茂樹、柏木啓次、石岡典子、倉島俊
    • 学会等名
      QST高崎サイエンスフェスタ2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] TIARA AVF サイクロトロンの低エネルギービーム輸送系におけるビーム輸送効率改善の検討2020

    • 著者名/発表者名
      宮脇信正、柏木啓次、石岡典子、倉島俊、福田光宏
    • 学会等名
      第17回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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