８－１０ＭｅＶ陽子ビームを用いた医療産業用小型中性子源標的の開発

• 研究課題/領域番号: 23340080
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 小林 仁 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, 名誉教授 (80133099)
• 研究分担者: 栗原 俊一 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 准教授 (60215069) ; 吉岡 正和 高エネルギー加速器研究機構, 名誉教授 (50107463) ; 松本 浩 高エネルギー加速器研究機構, 名誉教授 (90132688)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2011年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
• キーワード: ホウ素中性子捕捉療法 / 陽子加速器 / 中性子発生 / 水素脆化 / ブリスタリング / 拡散接合 / ハイパワーターゲット / ハイパワー・ターゲット / 偏光 / その場観察 / 核沸騰

研究概要

低エネルギー陽子ビーム（8MeV）を用いたベリリウム標的を開発した。ビームエネルギーを下げるとベリリウム標的が薄くなり、水圧に耐えるだけの厚さを確保できなくなりその結果、背面からの水による直接冷却が出来なくなる。そこでベリリウムの厚さを0.5mmとし、陽子ビームは透過させることとした。陽子ビームはベリリウムの裏に接合されたブリスタリングに強い金属中で停止するように設計された。この二層構造にさらに銅製ヒートシンクを接合する三層構造の標的を開発した。結果として残留放射能が非常に低く､熱伝導率の高いブリスタリングに強い中性子標的を開発できた。

研究成果

• [雑誌論文] Construction of Accelerator-based BNCT facility at Ibaraki Neutron Medical Research Center (Interim Report) (2013)
  • 著者名/発表者名: Masakazu Yoshioka, Toshikazu Kurihara, Hitoshi Kobayashi, Hiroshi Matsumoto,Noriyuki Matsumoto, Hiroaki Kumada, Hideyuki Sakurai, Akira Matsumura, Toumei Sugano, Tatsuomi Hashirano, Hiroshi Nakashima, Takemi Nakamura, Yoshiaki Kiyanagi, Fujio Hiraga, Toshiyuki Ohba, Koji Okazaki
  • 雑誌名: Proc. of the 10th annual meeting of the Particle Accelerator Society of Japan 巻: 10
• [雑誌論文] Research and development on surface flashover voltage of ceramics (2013)
  • 著者名/発表者名: Shuji Mihara, Takeshi Maeda, Masakazu Yoshioka, Hiroshi Matsumoto, Toshikazu Kurihara, Toshiyuki Ohba
  • 雑誌名: Proc. of the 10th annual meeting of the Particle Accelerator Society of Japan 巻: 10
• [雑誌論文] Development of a 3MeV beam scraper for the J-PARC Linac (2013)
  • 著者名/発表者名: Takashi Sugimura, Koichiro Hirano, Kesao Nanmo, Toshikazu Kurihara
  • 雑誌名: Proc. of the 10th annual meeting of the Particle Accelerator Society of Japan 巻: 10
• [雑誌論文] 加速器をベースとしたホウ素中性子 捕捉療法施設の開発～いばらき BNCT 計画に即して～ (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉岡正和, 小林仁, 松本浩, 栗原俊一
  • 雑誌名: J. Particle Accelerator Society of Japan 巻: Vol.9, N0.4 ページ: 229-241
  • NAID: 40019578228
  • 査読あり
• [雑誌論文] 加速器をベースとしたホウ素中性子 捕捉療法施設の開発～いばらき BNCT 計画に即して～ (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉岡正和
  • 雑誌名: 加速器 巻: 9 ページ: 229-241
  • NAID: 40019578228
  • 査読あり
• [雑誌論文] CONSTRUCTION OF A BNCT FACILITY USING AN 8-MeV HIGH POWER PROTON LINAC IN TOKAI (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kobayashi
  • 雑誌名: Proceedings of IPAC2012, New Orleans, Louisiana, USA 巻: 0 ページ: 4083-4085
• [学会発表] Construction Status of BNCT Facility Using an 8-MeV High Power Proton Linac in Ibaraki, Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Kobayashi, M. Yoshioka, T. Kurihara, H. Matsumoto, H. Kumada, A. Matsumura, H. Sakurai ,S. Tanaka, F. Hiraga, H. Nakashima, T. Nakamura, T. Ohba, Ha. Kobayashi,N. Nagura, T. Hashirano, F. Inoue, K. Sennyu, T. Sugano, M. Yamasaki
  • 学会等名: ABNP 2014; Workshop on Accelerator based Neutron Production
  • 発表場所: Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
• [学会発表] Construction of Accelerator-based BNCT facility at Ibaraki Neutron Medical Research Center (Interim Report) (2013)
  • 著者名/発表者名: Masakazu Yoshioka, Toshikazu Kurihara, Hitoshi Kobayashi, Hiroshi Matsumoto,Noriyuki Matsumoto, Hiroaki Kumada, Hideyuki Sakurai, Akira Matsumura, Toumei Sugano, Tatsuomi Hashirano, Hiroshi Nakashima, Takemi Nakamura, Yoshiaki Kiyanagi, Fujio Hiraga, Toshiyuki Ohba, Koji Okazaki
  • 学会等名: 加速器学会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] Research and development on surface flashover voltage of ceramics (2013)
  • 著者名/発表者名: Shuji Mihara, Takeshi Maeda, Masakazu Yoshioka, Hiroshi Matsumoto, Toshikazu Kurihara, Toshiyuki Ohba
  • 学会等名: 加速器学会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] Development of a 3MeV beam scraper for the J-PARC Linac (2013)
  • 著者名/発表者名: Takashi Sugimura, Koichiro Hirano, Kesao Nanmo, Toshikazu Kurihara
  • 学会等名: 加速器学会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] Construction of Accelerator-based BNCT Facility at Ibaraki Neutron Medical Research Center (2013)
  • 著者名/発表者名: M.Yoshioka, T. Kurihara, H. Kobayashi, H. Matsumoto, N. Matsumoto, H. Kumada, A. Matsumura, H. Sakurai, S. Tanaka, T. Sugano, T. Hashirano, H. Nakashima, T. Nakamura, Y. Kiyanagi, F. Hiraga, T. Ohba, K. Okazaki
  • 学会等名: UCANS IV
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] CONSTRUCTION OF A BNCT FACILITY USING AN 8-MeV HIGH POWER PROTON LINAC IN TOKAI (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kobayashi, T. Kurihara, H. Matsumoto, M. Yoshioka, H. Kumada, A. Matsumura, H. Sakurai, F. Hiraga, Y. Kiyanagi, T. Nakamura, H. Nakashima, T. Shibata, T. Hashirano, F. Inoue, K. Sennyu, T. Sugano, T. Ohba, Su. Tanaka
  • 学会等名: Proceedings of IPAC2012
  • 発表場所: New Orleans, Louisiana, USA
• [学会発表] CONSTRUCTION OF A BNCT FACILITY USING AN 8-MeV HIGH POWER PROTON LINAC IN IBARAKI (2012)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Kobayashi, Toshikazu Kurihara, Hiroshi Matsumoto, Masakazu Yoshioka, Noriyuki Matsumoto, Hiroaki Kumada, Akira Matsumura, Hideyuki Sakurai, Fujio Hiraga, Yoshiaki Kiyanagi, Takemi Nakamura, Hiroshi Nakashima, Tokushi Shibata, Tatsuomi Hashirano, Tomei Sugano, Fumiaki Inoue, Katsuya Sennyu, Susumu Tanaka, Toshiyuki Ohba
  • 学会等名: 第9回加速器学会年会, 2012, Proc. Of the 9th annual meeting of the Particle Accelerator Society of Japan, FRUH12
• [学会発表] CONSTRUCTION OF A BNCT FACILITY USING AN 8-MeV HIGH POWER PROTON LINAC IN TOKAI (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kobayashi
  • 学会等名: the International Particle Accelerator Conference IPAC'12
  • 発表場所: New Orleans, USA
• [学会発表] CONSTRUCTION OF A BNCT FACILITY USING AN 8-MeV HIGH POWER PROTON LINAC IN IBARAKI (2012)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Kobayashi
  • 学会等名: 第9回加速器学会年会
  • 発表場所: 大阪大学 豊中キャンパス
• [学会発表] BNCT Project of Ibaraki Prefecture (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林仁
  • 学会等名: 第3回Asian Forum for Accelerator and Detector
  • 発表場所: コルカタ、インド
• [備考] BNCT - Boron Neutron Capture Therapy
  • URL: http://bnct.kek.jp/index.html
• [産業財産権] 複合型ターゲット (2012)
  • 発明者名: 小林仁、松本浩、吉岡正和、栗原俊一
  • 権利者名: 高エネルギー加速器研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2012-08-08
  • 外国
• [産業財産権] 中性子吸収材及び中性子被曝防止構造体 (2012)
  • 発明者名: 小林仁、栗原俊一、松本浩、吉岡正和
  • 権利者名: 高エネルギー加速器研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2012-09-12
• [産業財産権] ブリスタリング観察装置 (2012)
  • 発明者名: 栗原俊一、小林仁、松本浩、吉岡正和
  • 権利者名: 高エネルギー加速器研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2012-11-30
• [産業財産権] 複合型ターゲット、複合型ターゲットを用いる中性子発生方法、及び複合型ターゲットを用いる中性子発生装置 (2012)
  • 発明者名: 松本浩、小林仁、吉岡正和、栗原俊一
  • 権利者名: 高エネルギー加速器研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-074598
  • 出願年月日: 2012-03-28
• [産業財産権] 放射線被曝防止方法及び放射線被曝防止装置 (2011)
  • 発明者名: 小林仁、松本浩、吉岡正和
  • 権利者名: 高エネルギー加速器研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2011-223093
  • 出願年月日: 2011-10-07
• [産業財産権] 複合型ターゲット、複合型ターゲットを用いる中性子発生方法、及び複合型ターゲットを用いる中性子発生装置 (2011)
  • 発明者名: 松本浩、小林仁、吉岡正和
  • 権利者名: 高エネルギー加速器研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2011-192030
  • 出願年月日: 2011-09-02
• [産業財産権] 複合型ターゲット、複合型ターゲットを用いる中性子発生方法、及び複合型ターゲットを用いる中性子発生装置 (2011)
  • 発明者名: 松本浩、小林仁、吉岡正和
  • 権利者名: 高エネルギー加速器研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2011-113950
  • 出願年月日: 2011-05-20
• [産業財産権] 複合型ターゲット, 複合型ターゲットを用いる中性子発生方法, 及び複合ターゲットを用いる中性子発生装置
  • 発明者名: 松本 浩, 小林 仁, 吉岡正和, 栗原俊一
  • 権利者名: 高エネルギー加速器研究機構