| 研究課題/領域番号 |
25600142
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
納冨 昭弘 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (80243905)
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| 研究分担者 |
若林 源一郎 近畿大学, 付置研究所, 准教授 (90311852)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 反跳陽子比例計数管 / n/γ弁別の原理 / 立ち上がり時間 / 中性子 / 逐次処理型繰込み式ベイズ推定法 |
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| 研究実績の概要 |
今年度は、γ線のパルス波形の解析を中心に、実験・計算による検討を進めた。特に、粒子輸送モンテカルロ計算コードPHITSを用いて詳細な検討を行った。その結果、カリホルニウムからの中性子を入射した場合には、CH4ガス中の相互作用により発生する反跳陽子と、計数管内に内張りされたポリエチレンから放出される反跳陽子の収量が、ほぼ同程度であることが分かった。また、実験に関してはトリガパルスの取得方法を工夫し、波高の低いパルスに対する立ち上がり時間も取得可能として、γ線入射時に発生する異常に立ち上がりの速いパルスの発生についての考察を進めた。
更に以上とあわせて、反跳陽子比例計数管(LND-28220, LND-2823)からの信号を、整形・増幅した後に立ち上がり時間弁別回路を用いてアナログ的に解析した場合に、γ線および中性子線に由来するピークが観測されることを、Cf-252線源、Pu-Be中性子源を用いて系統的に調査し、確実な現象であることを確認した。この現象について、簡易サーベイメータとして応用するために、ベイズ推定法を用いて、逐次処理型の繰り込み式データ処理方法を新たに開発した。ベイズ推定法を用いると、蓄積されたデータに最小自乗法を適用する場合に比べて計算の負荷が著しく減少し、新たなデータの取得とほぼリアルタイムで推定結果を表示することが出来ることが示された。
以上の成果の一部を、2014年9月に韓国・釜山で開催された国際学会である The 7th Korea-Japan Joint Meeting on Medical Physics で口頭発表し、優れた研究成果であることが認められて、Oral Presentation Award を受賞することができた。
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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
アナログ的な波形処理システムについては、計算シミュレーションを進めることにより、より理解が深まり現象の再現性も確認できつつある。また、これを簡易型の中性子サーベイメータとして利用する際に不可欠となる、オンライン型の逐次処理型波形弁別については、新型のベイズ推定法の適用を検討し、良好な結果を得ている。
当初の計画の一つであった、タイムデジタイザを用いたデジタル的な波形弁別手法については、現象の発生条件の調査を続行中である。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き、タイムデジタイザーを用いたパルス波形分析を行い、現象の発生メカニズムについての考察を行う。これと併行して、アナログ型システムをベースとした簡易サーベイメータのプロトタイプシステムを構築し、様々な中性子場を用いて性能評価を行う。特に、新たに開発した逐次処理型の繰り込みベイズ推定法の応答特性についての調査を行い、総合的な評価結果をもとにして研究成果を原著論文としてまとめて、発表する。
また、開発中のシステムをホウ素中性子捕捉療法(BNCT)の中性子場の線質評価に利用する試みを今年度から開始したが、来年度はさらに具体的な検討を進める。これは、現在精力的にすすめられてる加速器を用いたBNCT用の中性子源では、発生する中性子のエネルギー分布が加速器の仕様や、中性子発生に用いる核反応に応じて大きく異なる可能性があるからである。このため、各施設において発生する中性子のエネルギー情報を簡便に評価する手法が必要となるが、本研究で開発中の反跳陽子比例計数管は原理的に高速中性子にしか感度を持たないので、オンラインにてその量を評価できる可能性がある。
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