2020 Fiscal Year Annual Research Report

超薄厚プラスチックシンチレータによる選別α-γ同時/反同時計数放射能測定法の開発

Research Project

Project/Area Number	19H02651
Research Institution	Kindai University
Principal Investigator	山田崇裕近畿大学, 原子力研究所, 准教授 (50618816)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	放射能 / α核種 / 標的アイソトープ治療 / 同時計数 / 放射線計測 / α線弁別
Outline of Annual Research Achievements	本年度は以下について研究を進めた。（１）2019年度に確立した試料調製方法及びその条件によって試料を作成し、娘核種の219Rnの散逸について検証するため、空気流通形のデシケータの排気口に比例計数管方式のガスモニタを設置し、乾燥時の219Rnの漏出を測定するシステムを構築した。これにより219Rnの試料からの逸脱についてα線計測による検証が可能となった。なお、2020年度はシステム構築に時間を要したため、実試料の安定性試験はGe検出器を用いた長期間測定での半減期検証により実施し、今後α線による高感度測定での検証を進める予定である。（２）223Ra放射能絶対測定への同時計数・反同時計数スペクトロスコピ手法の適用のため、前年度のアナログ式システムをディジタル式とし、Co-60やAm-241といった基本核種により従来式との整合性を確認した。ディジタル式を用いることにより同時計数のためのゲート時間を大幅に短縮できることが分かり、複数核種の混在下での測定におけるアクシデンタルな同時計数の影響を低減化を図ることが出来た。また、リストデータ方式による223Raのデータ取得及びそのオフライン解析手法について検討する進めるため、Co-60やAm-241によるデータ取得を進めた。また、井戸形検出器を用いた高効率化に関する検討としてγ線放出の極めて少ないAt211、Ac225の測定を実施し、その優位性を定量的に確認できた。（３）超薄厚プラスチックシンチレータのβ線感度について、実験及びシミュレーション計算によって僅かな厚さの違いが感動に及ぼす影響について詳細な検討を行った。これにより厚さのばらつきによる生じうるβ線寄与の不確かさを明らかにした。（４）α線選別性能についてZnSシートとの比較検証を実施した。線源調整の面でZnSの使用には問題点があり、プラスチックシンチレータが優位であることを示した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本年度は（１）試料からの219Rnの漏出モニタリング及び（２）223Ra放射能絶対測定への同時計数・反同時計数スペクトロスコピ手法の適用のため、ディジタル式測定システムの適用を主な課題として計画した。（1)については223Ra試料を用いてGe検出器による連続測定でその逸脱が無視できるレベル以下であることを示した。より高感度で測定可能な比例計数管方式については実試料の測定には至っていないがシステムの構築を完了し次回の実測時に実サンプルを用いた検証が可能である。（２）はシステム構築によって基本核種である241Amや60Coによる検証を終え、測定条件の最適化を図ることが出来た。また、223Raを用いた測定の他にトライアルで225Acも行うことができ、当初計画よりも進ることが出来た。
Strategy for Future Research Activity	これまでの研究によって超薄厚プラスチックシンチレータによる選別α線を用いたα-γ同時計数法・反同時計数スペクトロスコピ手法の適用性について明らかにした。これを計量標準レベルの高精度放射能測定に適用するために、本年度は本手法による223Ra放射能測定について、その詳細な不確かさ及び補正因子の評価を行う。補正因子については特にα/β核種が複数混在する中での測定が故に、同時・反同時計数における偶発同時計数による影響が見込まれる。本年度はその補正と測定条件の最適化及びその不確かさ評価について検討する。また、本手法の適用信頼性向上のため、放射性薬剤中の添加物がα線選別に及ぼす影響についてより詳細な評価を行う。これまでの成果によっても薬剤中の添加物がもたらす自己吸収の影響が無視できないことが明らかになっている。このことがα線スペクトルに及ぼす影響について、スペクトルの角度分布評価を行い、β線との弁別性への影響を明らかにする。また、これまでは同軸形のGe検出器を用いてきたが、本年度はプラスチックシンチレーション検出器に直径12mm程度の光電子増倍管を用いることで井戸型Ge検出器の井戸部にα検出器を設置し、αγの両チャネルで高検出効率が得られる条件で測定を行うことで、γ線放出割合の少ない医療α核種の放射能測定精度のさらなる向上を図る。測定回路部については、リスト形式データ収録方式を採用し、オフラインによる解析について検討をする。このことで、様々なゲート条件など測定パラメータを変更した一連の測定を、1回の測定とすることが出来、短半減期核種の測定時間の大幅な短縮、測定精度の向上に繋がるほか、複雑な分岐壊変に対応した詳細解析を可能にする。さらに223Raに引き続き、将来の医療応用が期待される225Ac等の他の核種の絶対測定への適用についても検討する。