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2020 年度 実績報告書

LCS-NRFによる同位体3Dイメージング法の基盤確立

研究課題

研究課題/領域番号 18H01916
研究機関京都大学

研究代表者

大垣 英明  京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (10335226)

研究分担者 加藤 政博  分子科学研究所, 極端紫外光研究施設, 特任教授 (30185871)
静間 俊行  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員 (50282299)
早川 岳人  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員 (70343944)
豊川 弘之  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (80357582)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードNRF-CT / LCSガンマ線 / 同位体 / 3次元画像
研究実績の概要

本研究課題の目標は「①LCSγ線の強度を10倍増加し、②実際に鉛の同位体(206Pbと208Pb)を用いて、③原子による散乱や、CTイメージを再構築するアルゴリズムに関して研究を行い、④同位体CTの高分解能化(目標2mm)を行う。」ことにある。本年度の研究では③に関して研究を行い、Fusion Visualization法という、2種類の異なる情報を融合させる手法を用い、ガンマ線CT画像の分解能を1mmにまで向上させることに成功した。
より具体的には、前年度までに波長1896nm、出力50Wのファイバーレーザーとこの光学系をUVSOR-IIIのBL-01U整備し、ガンマ線発生量を従来の約10倍増強する①とともに、ガンマ線最大エネルギーを5.52MeVに引き上げた。このレーザーコンプトンガンマ線と、206Pb,208Pbの濃縮同位体ターゲットを用いて、Pb-208(高濃縮)の選択的同位体3D-CTイメージの取得に成功した②。更に高分解能が短時間で取得可能な通常のガンマ線CT画像と、同位体CT画像との重ね合わせる、Fusion Visualization法を開発し、目標を上回る空間分解能1mmのPb-208 同位体CT画像の再構成に成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Comprehensive simulation study on CT isotope imaging beyond the experiment on the <sup>208</sup>Pb based on nuclear resonance fluorescence2022

    • 著者名/発表者名
      Negm Hani、Zen Heishun、Ohgaki Hideaki
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology

      巻: 60 ページ: 1~13

    • DOI

      10.1080/00223131.2021.2016511

  • [雑誌論文] Three-Dimensional Nondestructive Isotope-Selective Tomographic Imaging of 208Pb Distribution via Nuclear Resonance Fluorescence2021

    • 著者名/発表者名
      Ali Khaled、Zen Heishun、Ohgaki Hideaki、Kii Toshiteru、Hayakawa Takehito、Shizuma Toshiyuki、Toyokawa Hiroyuki、Fujimoto Masaki、Taira Yoshitaka、Katoh Masahiro
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 11 ページ: 3415~3415

    • DOI

      10.3390/app11083415

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fusion Visualization Technique to Improve a Three-Dimensional Isotope-Selective CT Image Based on Nuclear Resonance Fluorescence with a Gamma-CT Image2021

    • 著者名/発表者名
      Ali Khaled、Zen Heishun、Ohgaki Hideaki、Kii Toshiteru、Hayakawa Takehito、Shizuma Toshiyuki、Katoh Masahiro、Taira Yoshitaka、Fujimoto Masaki、Toyokawa Hiroyuki
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 11 ページ: 11866~11866

    • DOI

      10.3390/app112411866

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Evaluation of the gamma-ray CT image resolution by LCS gamma-ray beam in UVSOR-III2022

    • 著者名/発表者名
      Khaled Ali, Hideaki Ohgaki, Heishun Zen, Toshiteru Kii, Takehito Hayakawa, Toshiyuki Shizuma, Hiroyuki Toyokawa, Yoshitaka Taira, Masaki Fujimoto, Masahiro Katoh
    • 学会等名
      日本原子力学会2022年春の年会
  • [学会発表] Proposal study for the fused visualization technique of 3D NRF-CT and a high-resolution gamma-CT image2021

    • 著者名/発表者名
      K. Ali, H. Ohgaki, H. Zen, T. Kii, T. Hayakawa, T. Shizuma, H. Toyokawa, Y. Taira, M. Fujimoto, M. Katoh
    • 学会等名
      3rd International Conference on Nuclear Photonics (NP2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] Fused CT imaging technique to improve 3D isotope-selective NRF-CT image2021

    • 著者名/発表者名
      K. Ali, H. Ohgaki, H. Zen, T. Kii, T. Hayakawa, T. Shizuma, H. Toyokawa, M. Katoh, M. Fujimoto, Y. Taira
    • 学会等名
      日本原子力学会2021年秋の大会
  • [学会発表] Non-destructive Inspection for the hidden isotopes using Laser Compton scattering gamma rays2021

    • 著者名/発表者名
      K. Ali
    • 学会等名
      2021 Ajou & Kyoto & Zhejiang Joint Symposium on Energy Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Fused 3D visualization for NRF-CT with a high-quality gamma-CT image2021

    • 著者名/発表者名
      Khaled Ali, Hideaki Ohgaki, Heishun Zen, Toshiteru Kii, Takehito Hayakawa, Toshiyuki Shizuma, Hiroyuki Toyokawa, Yoshitaka Taira, Masaki Fujimoto, Masahiro Katoh
    • 学会等名
      IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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