| 研究課題/領域番号 |
21K12522
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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80040:量子ビーム科学関連
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
花泉 修 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (80183911)
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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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | リン酸塩ガラス / ユウロピウム酸化物粉 / 放射線光ルミネセンス / ドシメータ / ラジオフォトルミネセンス / その場線量計測 / 重粒子線 / X線 / 物理線量分布 / ラジオフォトルミネッセンス / 線量計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
従来、積算型放射線被ばく線量計として用いられているラジオフォトルミネセンス(RPL)型線量計について、活性中心の複合多重化により、重粒子線がん治療場におけるその場評価型ビームプロファイリングと品質管理に必要な線量分布測定を同一材料で実現可能な簡便な発光材料の開発を目指す。銀活性リン酸塩ガラス内部に銀以外の活性中心種とし新たに確認された錫(Sn)、マンガン(Mn)、アルミニウム(Al)による白色蛍光中心を、RPL現象を示す銀(Ag)や銅(Cu)と共添加する技術を開発し、既存のガフクロマティックフィルムやイメージングプレートでは達成できない線量分布記録とその場ビーム測定を同時に実現させる。
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| 研究実績の概要 |
高い信頼性を持つ個人用ドシメータとして広く使用されているリン酸塩ガラスは、放射線光ルミネセンスの現象を示し、これはデバイスに被曝した放射線の総量に対応するがこれを使用した放射線のリアルタイム測定の可能性は、ビルドアップ効果のためにまだ完全に保証されていない。この問題に対処するために、私たちは銀以外の活性中心を共添加する方法を開発し、統合ドシメトリとリアルタイム測定を同時に達成できるデバイスを研究を行った。ユウロピウム酸化物粉末を用いたリン酸塩ガラスでのリアルタイム放射線測定の実現可能性を示した。さらに、基板にアルミニウムとスズを添加することで、リン酸塩ガラス内の別の強い光および放射ルミネセンス中心を見つけることができた。深紫外線励起で広帯域の白色ルミネセンスが観察された。これらの蛍光中心を銀活性剤と組み合わせることで、RPL読み出し中のバックグラウンドノイズなしでリアルタイム放射線検出と測定の可能性を拡大できる可能性がある。
リン酸塩ガラス基板は、アルミニウムメタリン酸塩とナトリウムメタリン酸塩の粉末を1:1の質量比で混合して作製した。ここにアルミニウム粉末を0.2モル％の濃度で導入した。ガラス基体全体は1000°Cで2時間加熱され、その後クロム銅板上に形成された円筒状の凹みを使用して半球状のガラスビーズ構造が形成された。アルミニウム共添加銀活性リン酸塩ガラスビーズは、光ファイバーをSMA光ファイバーアタッチメントを介して接続され、フォトマルチプライヤーチューブと組み合わせて、リアルタイム測定デバイスが実現された。
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