2019 年度研究成果報告書

ガンマ線・中性子イメージングのための結像系を用いた新しい手法の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	17K05461
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
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	東北大学
研究代表者	三井唯夫東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 准教授 (20283864)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	ガンマ線カメラ / シンチレータ
研究成果の概要	ガンマ線の到来方向を、液体シンチレータの撮像という新しい方法によって行なうため、結像系・画像解析の方法を開発した。ミラー2枚からなる直径30 cm光学系と、5 cm × 5 cmマルチアノード光電子増倍管を用いた「カメラ」を開発した。このカメラ2つで2方向から、液体シンチレータ内のコバルト60線源からのガンマ線事象を、「撮像」する測定を行なった。この発光点を3次元的に再構成することに成功し、液体シンチレータ撮像によるイメージングの原理検証が行なえた。マルチコンプトン散乱によると思われる複数箇所発光事象の候補も見つかり、コンプトン散乱を捉えて到来方向を検出する研究への道筋も示された。
自由記述の分野	素粒子実験
研究成果の学術的意義や社会的意義	ガンマ線イメージングは、高エネルギー物理学だけでなく、医療や放射線安全管理などにも応用される技術である。しかしガンマ線は物質との反応が確率的なため、到来方向を再構成するためにはさまざまな工夫が必要になる。その有力な方法のひとつである「コンプトンカメラ」に新しいスキームを導入すべく、液体シンチレータの「撮像」を、本研究では試みた。コバルト60線源の位置を同定する基礎的測定が本研究で成功し、この可能性への期待が持てた。シンチレータ撮像は、検出効率の高さが特徴で、医療分野では被曝量を減らせる期待へと繋がる。今後、応用分野への研究に発展させていきたい。