| 研究課題/領域番号 |
21J22696
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
松林 錦 京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-28 – 2024-03-31
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| キーワード | 中性子捕捉療法 / 中性子 / γ線 / シンチレータ / 電離箱 / 放射線計測 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、中性子とγ線の混合場であるBNCT（ホウ素中性子捕捉療法）照射場に適したリアルタイム線量評価のために、熱中性子に高感度な結晶シンチレータの育成とプロトタイプ検出器の製作、また高速中性子ガス検出器を製作した。
結晶シンチレータは、熱中性子に感度を持ち蛍光減衰時間が比較的短い結晶を選定し育成を行った。選定した結晶は潮解性を有するため、外気に接しないような構造を検討した。育成したシンチレータは石英ファイバーの先端に設置し、外気と接しないようにガラスの治具を用いてパッケージを行い、プロトタイプ検出器を製作した。中性子およびγ線照射場において照射試験を実施した結果、ひとつの素子では熱中性子検出器として動作することが確認できた。現在は、照射試験を踏まえてパッケージ手法の再検討を行っている。
高速中性子ガス検出器は、γ線の寄与を低減するようにシミュレーションで最適化した構造を実際に製作した。製作した検出器の電圧印加試験を行った結果、各極板が干渉することによって正しく電圧が印加できないことがわかった。正しく電圧が印加されるよう構造を再検討した。製作した検出器はガスを封入する必要があるため、次年度はガス封入試験を行った後、γ線場およびBNCT照射場において、照射試験を行い評価結果のとりまとめを行う。
高い強度で中性子とγ線が混合する照射場において、γ線の寄与を除去し高い中性子感度を有する検出器の開発は、検出器の材質、大きさの選定において探究的な要素が強い。本年度で実施した研究は、中性子の放射線計測の分野においても意義のある研究であり、他の分野への波及効果も期待される。
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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
結晶シンチレータの製作は、熱中性子検出器として正しく動作できるシンチレータの育成に成功し、プロトタイプ検出器の製作および特性評価を実施することができた。また高速中性子ガス検出器は、シミュレーションにより最適化した構造を製作し、電圧印加できることを確認した。現在ガス封入試験を実施中であり、その後照射試験を行う予定である。現在までの進捗状況はおおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
結晶シンチレータの制作は、照射試験による結果を考慮して、検出器構造の検討を行う。検討し、開発した熱中性子検出器の照射試験を実施し、従来使用してきた検出器と比較する。検出効率や蛍光減衰時間といった諸特性について詳細に議論し、既存のシンチレータと比較して性能が低い場合には、他の結晶や検出器構造を再検討する。
高速中性子ガス検出器は、製作した検出器のガス封入試験を行った後、γ線場およびBNCT照射場において照射試験を実施する。γ線場においては正しくγ線による応答を除去できるように構造を検討する。BNCT照射場では開発した電離箱による高速中性子線量と放射化法あるいは電離箱により得られた線量を比較し、線量評価手法の妥当性を評価する。また本検出器に熱、熱外中性子検出器を接着させて照射試験を実施し、熱、熱外、高速中性子線量を正しく評価できるように、シミュレーション計算を用いて、線量評価手法の確立を目指す。
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