| 研究課題/領域番号 |
18H02768
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| 研究機関 | 東京都立大学 |
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研究代表者 |
福士 政広 東京都立大学, 人間健康科学研究科, 客員教授 (70199199)
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| 研究分担者 |
井上 一雅 東京都立大学, 人間健康科学研究科, 教授 (20508105)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | α線 / スペクトルサーベイメータ / 塩化ラジウム / 医学物理学 |
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| 研究実績の概要 |
ポータブルα線スペクトルサーベイメータの改良を実施した。試作・開発中のポータブルα線スペ クトルサーベイメータは、検出器に2000mm＾2面積イ オン注入型シリコン半導体検出を採用したものである。また、新たにスミア法に対応した１インチ型検出器を採用した真空型α線測定器を試作した。
１インチ型真空型α線測定器をAm-241のα核種を用いて測定した結果、エネルギースペクトルを明瞭に確認できた。さらにNp-237、Am-241、Cm-244の3核種混合電着線源で測定した結果、それぞれの核種のエネルギースペクトルを分離できた。
ポータブルα線スペ クトルサーベイメータは241Am電着線源および3核種（237Np、241Amおよび244Cm）混合電着線源（以下、3核種混合電着線源）計4線源を用いた実測の結果、3年経過した時点で線源検出器間距離が3.8 mmで約240 keVのFWHMを有し、複数のピークを持つα線源を検出することが昨年と同様に可能であった。
α核種を検出器に密着するとアルファン線の入射角度の違いにより検出器の防護膜での吸収があることをシミュレーションおよび実測で確認できた。また、ポータブルα線スペ クトルサーベイメータの分解能向上を図る目的で検出器前面にコリメータを付加した構造を考案した。α種スペクトルサーベイメータの開発研究は大方順調に進捗している。しかし、非密封放射性同位元素を用いた性能試験と臨床現場での汚染調査試験に関しては新型コロナウイルス感染の影響で大幅に遅れた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
令和3年度は、開発したポータブルα線スペクトルサーベイメータの改良を引き続き実施した。ポータブルα線スペ クトルサーベイメータは、検出器に 2000 mm＾2面積イオン注入型シリコン半導体検出を採用したもので、241Am電着線源および3核種（237Np、241Amおよび244Cm）混合電着線源（以下、3核種混合電着線源）計４線源で可搬型α線スペクトロメータでは線源検出器間距離が3.8 mmで約240 keVのFWHMのエネルギー分解能があり、複数のピークを持つα線源を弁別検出することが可能であった。開発から３年経過した時点で同様の性能を有していた。また、空気層によるα線の散乱および吸収の影響を考慮した真空型設置型のα線検出器は線源検出器間距離が4.3 mmの場合で約160 keV、24.3 mmの場合で約110 keVのFWHMのエネルギー分解能を示した。これは一昨年と同様のエネルギー分解能を有すことができ短期間であるが性能維持が確認できた。また、１インチ型検出器を採用した真空型α線測定器を試作した。2インチ型検出器と同様の性能を示した。α核種の放射能が少なくても十分な感度が得られることが示唆された。α線の特徴として、線源-検出器間距離が変化すると検出器の保護膜の不感層への入射角度と不感層を通過する距離が変化することが昨年判明し、その詳細をシミュレーションおよび実測で確認した。その結果、線源-検出器間距離が小さい場合α線が不感層を通過する距離が大きくなるため不感層で吸収されるエネルギーが大きくなりエネルギー分解能の低下につながることを確認できた。
ポータブルα線スペ クトルサーベイメータの分解能向上を図る目的で検出器前面にコリメータを付加した構造を考案した。その結果、複数核種のスペクトルの弁別が良くなった。
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| 今後の研究の推進方策 |
安価なポータブルα線スペクトルサーベイメータのさらなる開発・改良は2018-2021年度の間に実施できた。2018年度において大面積 イオン注入型シリコン半導体検出を採用Am-241のα核種での性能評価は大方実施できた。2019年度はα線エネルギーの異なる核種；Am-241,Gd-148,Cm-244の3核種セット（セット販売） を購入し正確なエネルギー校正を実施することができた。2020年度はAIを用いたα核種との弁別機能の開発について非密封放射性同位元素（Ra-223など）を用いて実施する予定であったが新型コロナウイルス感染の影響で着手することができなかった。2021年度は分解能向上のため、検出器前面にコリメータを付加した改良型を考案した。2022年度はコリメータの材質の検証と穴の形状に関して最適化を図り、高分解能化を図る。
また、試作した真空容器設置型の検出器の最適化を図り、安価な真空型α線測定器の開発を目指す。最終年度では、開発したポータブルα線スペクトルサーベイメータと真空型α線測定器を用いたα核種の合理的な放射線安全管理方法の提案を進める。塩化ラジウム内用療法に携わっている方や他のα核種の取り扱いに精通している方と共に改善点の洗い出し、臨床現場に則した合理的な放射線管理方法を提案する。
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