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2015 年度 実績報告書

パラメトリックX線による元素識別トモグラフィの実現

研究課題

研究課題/領域番号 25286087
研究機関日本大学

研究代表者

早川 恭史  日本大学, 理工学部, 教授 (40307799)

研究分担者 境 武志  日本大学, 理工学部, 助手 (20409147)
金田 隆  日本大学, 歯学部, 教授 (40185947)
高橋 由美子  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 研究員 (70339258)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード量子ビーム / 単色X線 / PXR / CT / 元素分析
研究実績の概要

前年度に引き続き、パラメトリックX線(PXR)の特性を生かし、吸収端を跨いだ2色のX線ビームを用いた断層像の差分による元素分布取得の実験研究を実行した。今年度は回折強調イメージング(DEI)の実験セットアップを利用して特定元素の吸収端を跨いだ2色の交差ビームを形成し、それを用いて2色同時のコンピュータ断層撮像(CT)が可能であることの実証を試みた。
具体的な実証実験として、チタン酸ストロンチウムを含んだポリエチレン片をエポキシ樹脂で固めたものを試料とし、Sr元素のK吸収端16.1keVに調節したPXRビームを用いた実験を行った。吸収端より低エネルギー側をDEIのアナライザーとして用いているSi(220)結晶によって反射し、直進する高エネルギー側のビームと交差するようにした。高性能のX線イメージ検出器を導入したことにより、交差点に設置した試料に対し、180枚以上の投影像を安定に取得する事ができた。交差ビームを用いて同時に得られた2種類の投影像を各々再構成し、得られたCT像の差分をとることにより、Sr元素のみの3次元分布を得ることに成功した。放射光を用いたイメージング分野では、K吸収端差分法(KES)と呼ばれている手法であるが、単色2色ビーム同時の撮像は海外の第3世代放射光施設において湾曲結晶を使った大掛かりな装置による例が最近報告された程度であり、世界的にも独自性があり新規性の高い成果であるといえる。
また、コンパクトな単色X線原の開発研究という観点でも、他の方式のX線原に対する優位性を証明した成果ともいえる。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27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 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1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、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Element-sensitive computed tomography by fine tuning of PXR-based X-ray source2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Hayakawa, K. Hayakawa, M. Inagaki, T. Kaneda, K. Nakao, K. Nogami, T. Sakae, T. Sakai, I. Sato, Y. Takahashi, T. Tanaka
    • 雑誌名

      Nucl. Instr. and Meth. B

      巻: 355 ページ: 251-256

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2015.03.010

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Preliminary Clinical Application Study of Parametric X-rays in Diagnostic Imaging2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kaneda, Kotaro Sekiya, Masaaki Suemitsu, Toshiro Sakae, Yasushi Hayakawa, Yusuke Kawashima, Naohisa Hirahara, Hirotaka Muraoka, Kotaro Ito, Teruaki Muramatsu, Marie Ishida, Hiroyuki Okada
    • 雑誌名

      International Journal of Oral-Medical Sciences

      巻: 14 ページ: 8-12

    • DOI

      10.5466/ijoms.14.8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Basic Study of Prametric X-ray Radiation for Clinical Diagnosis using 125MeV Linear Particle Accelerator2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Okada, Takashi Kaneda, Kotaro Sekiya, Yuske Kawashima, Masaaki Suemitsu, Yasushi Hayakawa and Toshiro Sakae
    • 雑誌名

      J. Hard Tissue Biology

      巻: 24 ページ: 299-302

    • DOI

      10.2485/jhtb.24.299

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 角度分解トポグラフィーと局所ロッキングカーブ法によるAlイオン注入SiC基 板の歪状態の観察2016

    • 著者名/発表者名
      高橋 由美子
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャン パス (東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] Novel Imaging Techniques Using an Exotic X-Ray Source with Spatial Chirp2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Hayakawa
    • 学会等名
      The 10th Asian Meeting on Biomedical Synchrotron Radiation Imaging (AMSI2015)
    • 発表場所
      山形大学医学部 (山形県山形市)
    • 年月日
      2016-02-19 – 2016-02-22
    • 国際学会
  • [学会発表] SiC基板の角度分解トポグラフィーによる評価2016

    • 著者名/発表者名
      高橋 由美子
    • 学会等名
      第29回日本放射光学会年会・合同シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学柏の葉 キャンパス駅前サテライト (千葉県柏市)
    • 年月日
      2016-01-09 – 2016-01-11
  • [学会発表] Dual energy computed tomography for element analysis based on K-shell absorption edge using the LEBRA PXR2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Hayakawa
    • 学会等名
      MASR 2015 (8th International Symposium on Medical Applications of Synchrotron Radiation)
    • 発表場所
      Villard de Lans, France
    • 年月日
      2015-10-05 – 2015-10-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Project on the superposition of beamlines for parametric X-ray radiation and coherent transition radiation in the THz region at LEBRA2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Hayakawa
    • 学会等名
      The XI International Symposium "Radiation from Relativistic Electrons in Periodic Structures" (RREPS-15)
    • 発表場所
      Saint Petersburg, Russia
    • 年月日
      2015-09-06 – 2015-09-11
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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