| 研究課題/領域番号 |
21K07581
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分52040:放射線科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
水島 康太 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 物理工学部, 研究統括 (90637092)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 粒子線治療 / 放射線検出器 / イオンビーム / QAシステム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
現在普及している重粒子線がん治療では炭素イオンが使用されている。一方、腫瘍条件に合わせたヘリウムや酸素イオンの選択や、2種以上のイオンを併用する新しい治療法の研究が近年活発化している。複数のイオン種を切り替えて治療に用いる場合、安全上の観点からイオンビームの純度を保証できるチェック機構を設けなければならない。
本研究では、申請者らが提案する新しいビーム純度測定方法を応用し、従来機構よりも非常に小型なビーム純度監視システムの実用化を目指す。
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| 研究成果の概要 |
複数の核種を併用するマルチイオン照射法により、再発リスクの高い難治性がんに対する臨床成績向上が期待されている。マルチイオン照射法の実用化に向けては、安全系として、照射核種およびイオンビーム純度を監視する機能が必要となる。本研究では、入射粒子の電荷数に対して応答が異なる２種類の検出器（ファラデーカップと電離箱）を併用した新しいビーム監視方法を提案し、それを用いたビーム監視システムの開発を行った。実際に不純物イオンが混入したビームを生成し、開発したビーム監視システムの性能検証を行った結果、試験システムにて治療線量精度の保証上求められる99.9%の許容純度を識別できることを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で性能実証したビーム純度監視システムは、従来提案されている既存手法を用いたシステムに比べて非常にコンパクトかつ安価に構築することが可能である。また、実用的なビーム純度監視システムを実現できたことにより、イオン源1台で複数のビーム核種を切り替えて供給する加速器装置構成の安全性も確保することができる。そのため、従来の粒子線治療施設のように切り替えて使用する核種数にあわせてイオン源を複数台導入する必要もなくなり、粒子線治療施設の小型化・低コスト化、装置の普及促進にも貢献できると考えている。
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