| 研究課題/領域番号 |
20K21164
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 大阪公立大学 (2022-2023)
大阪府立大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
宮丸 広幸 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (80243187)
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| 研究分担者 |
小嶋 崇夫 大阪公立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70360047)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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| キーワード | BNCT / gamma-ray detector / anticoincidence / Compton / 非同時計数法 / ガンマ線 / 放射線計測 / コンプトン散乱 / シンチレーター / コンプトン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
“ほう素中性子捕捉療法”(BNCT)は世界に先駆けて日本で大きく進展している中性子を用いた新しいがん治療法であるが、放射線を外部から患部へ照射する際にその治療効果をリアルタイムで調べることが困難である。BNCTでは治療中患部からは478keVの特定のエネルギーを持つガンマ線が放出されるため、このガンマ線の検出により治療効果を推定する試みが多くの研究者でなされているが測定が極めて困難である。そこで本研究では新たに開発するコンプトン非同時計数法を用いるための特殊な形状を持つ検出器を考案し、特定ガンマ線を高感度に計測する新しい手法を開発し治療の質的向上を目指す。
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| 研究成果の概要 |
ホウ素中性子捕捉療法の治療効果の評価のために、患部から発するガンマ線を高感度計測する手法を新たに提案し、シミュレーション計算と実験によりその有効性を明かにした。研究では妨害ガンマ線の信号を有効に低減するため、小角度に散乱したガンマ線だけを後段の特殊形状の副検出器を用いて選択的に計測し、非同時計数法を適用した。計算による解析では5cm厚のヨウ化セシウムシンチレーション検出器を約20度の角度で後段に4面配置し非同時計数法を適用すると妨害因子を80%低減できることが分かった。実験では特殊な板状検出器を研究グループで製作し、本提案手法の予備的検証を標準ガンマ線源を用いて実験を行いその有効性が示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
人体からの478keVガンマ線の計測は多くの研究者が行っているが、妨害因子となる他のガンマ線の除去は通常困難であり、測定感度が低いことが問題となっている。これを向上させるには非同時計数法が有効であるが、従来と異なりピーク判別だけに絞ることで特定散乱角度を持つコンプトン散乱線だけを信号処理の対象とした点に新規性があり、その有効性がシミュレーション計算と予備的実験の両方で確認できた。BNCTにおいて照射中の治療評価法の確立するための新しい検出器体系を提案した意義は大きい。本システムを完成するには特殊形状の結晶などが必要であるが、今後のシステムの確立のための有効な知見が成果として得られた。
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