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2019 年度 実績報告書

光子,重粒子を照射した銀活性ガラス線量計の蛍光核飛跡の可視化と高性能化

研究課題

研究課題/領域番号 17H03519
研究機関金沢大学

研究代表者

黒堀 利夫  金沢大学, その他部局等, 名誉教授 (90153428)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード銀活性リン酸塩ガラス / ラジオフォトルミネッセンス / リチウムフロライド結晶 / 多光子顕微鏡 / リアルタイム線量計 / プロトン照射 / ビルドアップ現象 / 光ファイバー線量計
研究実績の概要

本年度は研究継続期間の最終年度でありこれまで掲げてきた「光子,重粒子を照射した銀活性ガラス線量計の蛍光核飛跡の可視化と高性能化」の研究課題において,銀活性ガラス線量計の実用化と高性能化の実現に取り組んだ.具体的には以下の2つの研究実施とその実績を報告する.
第1の実績として,銀活性蛍光ガラスは他の固体線量計に比較して,高い空間分解能,低いフェーディング特性,高い感度と再現性,繰り返し読み出し機能,再利用可能等において優位性がある.しかしながら避けることができない室温下でのこの材料特有のビルドアップ現象を伴う.これは放射線照射中および照射後において,経過時間と共に徐々にラジオフォトルミネッセンス(RPL)蛍光が増加する現象であり,これを如何に克服するかがリアルタイム線量計達成の鍵であり高性能化への課題であった.2年間の基礎実験を通して,その原因となる銀蛍光中心の形成過程の解明と特性把握に加え,さらに本年度この材料の温度,励起波長,励起パワー依存性を詳しく調べることで可変周期で動作可能な光ファイバー結合型線量計システムの構築を実現した.
第2の実績として,前年度1μm程度に集束したプロトンビーム(陽子線)を高速に掃引することで800×800 μmサイズの各種マイクロパターンをガラス表面付近に書き込み,その2次元,3次元パターンを1光子,2光子励起顕微鏡を駆使して可視化するシステムを構築した.今年度は光学特性が銀活性ガラスと似通ったフッ化リチウ(LiF)結晶中に同じサイズ(300×350 μm)の矩形パターンを4.5 MeVのプロトンビームで書き込み,深さ方向の低線量領域でのイメージ(ブラッグカーブ)が材料の違いにより異なる分布形状になることを新たに見い出し,その原因の追究を実施した.これら2つの実績は銀活性蛍光ガラスの新たな応用への実証と高性能化の可能性を探求した重要な成果である.

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Variable periodic time operated fibre-coupled dosimetry system using Ag-activated RPL glasses with build-up2020

    • 著者名/発表者名
      Toshio Kurobori, Yuka Yanagida, Yasuhiro Koguchi, Takayoshi Yamamoto
    • 雑誌名

      Radiation Measurements

      巻: 133 ページ: 106300-1-8

    • DOI

      doi.org/10.7567/JJAP.57.02CC01

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterisation and comparison of micropatterns written using a proton beam in Ag-activated glass and LiF crystal observed by single- and multi-photon microscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Toshio Kurobori, Wataru Kada, Yuka Yanagida, Yasuhiro Koguchi, Takayoshi Yamamoto, Milko Jaksic
    • 雑誌名

      Radiation Measurements

      巻: 134 ページ: 106314-1-7

    • DOI

      doi.org/10.7567/JJAP.57.106402

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Build-up を有する銀活性 RPL ガラスを用いた可変周期ファイバー結合線量計システムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      黒堀 利夫,柳田 由香,小口 靖弘
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会 講演予稿集, 14p-PA2-68
  • [学会発表] Comparison of Ag-activated Glass and Lithium Fluoride Crystal based on Radiophotoluminescence as a Real-time Fiber Dosimetry2019

    • 著者名/発表者名
      Toshio Kurobori, Yuka Yanagida, Yasuhiro Koguchi,Takayoshi Yamamoto:
    • 学会等名
      19th International Conference on Solid State Dosimetry
    • 国際学会
  • [学会発表] Micropatterns written using a Proton Beam in Ag-activated Glass and LiF Crystal observed by Multi- and Single-photon Microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Toshio Kurobori, Wataru Kada, Yuka Yanagida, Yasuhiro Koguchi, Takayoshi Yamamoto, Ivan Sudic, Natko Skukan, Milko Jaksic
    • 学会等名
      19th International Conference on Solid State Dosimetry
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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