研究課題
本研究の目的は、医用診断、環境モニリング、宇宙ガンマ線、核セキュリティなどの幅広い領域で必要とされるガンマ線定量可視化技術の理論的、実験的な手法の確立である。本目的達成のため新たな 3次元等方TOF (Time Of Flight)構造を有する球型カメラGRASPを開発し、本手法の実験的理論的検証を行う。3次元全方向に等方的感度を有する自己位置推定型のTOFガンマ線カメラの開発を行い、線量の定量化イメージングを目指す。具体的には、全方向に感度を有する新高速シンチレータを用いたガンマカメラの開発を行い、カメラの自己位置推定可能なロボット技術を用いて、配置された線源の定量イメージング実証試験を実施する。また4π方向からの撮像試験を行うことで理論的な定量手法論を構築し可視光ガンマ線融合画像を作成する。本年度は4π方向に等法感度を有するコンプトンガンマカメラを用いた、移動体ロボットをもちいた線源撮像試験を実施し、点線源にたいして線量定量化イメージを得た。また多チャンネル信号処理を実現するための50psの応答速度を持つASICの開発をおこなうとともに、高速のシンチレーターアレイの製作をおこなった。加えて可視光画像およびガンマカメラ画像を融合する手法の検証および画像再構成手法の検討、シミュレーションでの実証を実施した。
2: おおむね順調に進展している
本研究の目的は、医用診断、環境モニリング、宇宙ガンマ線、核セキュリティなどの幅広い領域で必要とされるガンマ線定量可視化技術の理論的、実験的な手法の確立である。本目的達成のため新たな 3次元等方TOF (Time Of Flight)構造を有する球型カメラGRASPを開発し、本手法の実験的理論的検証を行う。3次元全方向に等方的感度を有する自己位置推定型のTOFガンマ線カメラの開発を行い、線量の定量化イメージングを目指す。具体的には、全方向に感度を有する新高速シンチレータを用いたガンマカメラの開発を行い、カメラの自己位置推定可能なロボット技術を用いて、配置された線源の定量イメージング実証試験を実施する。また4π方向からの撮像試験を行うことで理論的な定量手法論を構築し可視光ガンマ線融合画像を作成する。本年度は4π方向に等法感度を有するコンプトンガンマカメラを用いた、移動体ロボットをもちいた線源撮像試験を実施し、点線源にたいして線量定量化イメージを得た。また多チャンネル信号処理を実現するための50psの応答速度を持つASICの開発をおこなうとともに、高速のシンチレーターアレイの製作をおこなった。加えて可視光画像およびガンマカメラ画像を融合する手法の検証および画像再構成手法の検討、シミュレーションでの実証を実施した。以上により順調に進展している。
今後さらに4π等法感度を有するコンプトンカメラを用いた複雑な形状を有する線源のイメージングについても検証試験を実施していく予定である。さらに、可視光とガンマ線画像を融合するシステムを構築することでリアルタイムに近い画像再構成を目指す。球型カメラに関しては本年度開発をした高速のエネルギー、時間分解ASICおよびシンチレーターアレイを複数組み合わせたカメラのプロトタイプ開発を開始する。これによりTime Of Flight性能を用いた原理検証試験を実施する。
すべて 2020 2019
すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
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https://doi.org/10.1016/j.nima.2019.163108
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