2023 Fiscal Year Final Research Report

Development of a current-mode neutron gas detector with a large dynamic range for BNCT

Research Project

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Project/Area Number	21H03755
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 80040:Quantum beam science-related
Research Institution	National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Principal Investigator	Matsumoto Tetsuro 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 上級主任研究員 (70415793)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	堀順一京都大学, 複合原子力科学研究所, 教授 (30362411) 増田明彦国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (70549899) 黒澤忠弘国立研究開発法人産業技術総合研究所, AIST Solutions室, 室付 (90356949)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	ホウ素中性子捕捉療法 / 中性子計測 / 指頭型電離箱 / 中性子標準 / 中性子ビーム / 大強度中性子 / トレーサビリティ / ガンマ線バックグランド
Outline of Final Research Achievements	In order to establish traceability of neutron doses to facilities for boron neutron capture therapy (BNCT) from neutron standards, we developed a neutron measuring instrument that can be used in both BNCT and calibration facilities. In the present study, a prototype of a thimble type ionization chamber (IC) using 3He gas was developed. After evaluating characteristics of IC with simulation, we measured photons from the medical linac to confirm work of IC. Subsequently, characteristics of the neutron response were experimentally evaluated using a thermal neutron field at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) and a pulsed neutron beam using a linac of the Kyoto University. Experimental results indicate that the IC is useful at the BNCT facility. In addition, the gamma-ray component was successfully subtracted using 4He gas instead of 3He gas.
Free Research Field	量子ビーム
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究の研究成果は、BNCT施設における中性子計測の品質向上のための一つのステップである中性子標準からのトレーサビリティ確立にも役立つものと期待される。さらに、BNCT施設におけるQA用中性子検出器や中性子源モニターの今後の候補としても期待される。また、これまで中性子分野において電離箱は多くは利用されていなかったが、耐放射線性のある新たな大強度中性子用検出器として進展が見られたことは意義がある。さらには、BNCTががん治療として普及しつつある中、大きな要素技術の一つである中性子計測の品質向上は、治療効果向上にも寄与すると考えられる。