2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26293137
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
齋藤 則生 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 分析計測標準研究部門, 副研究部門長 (80344191)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 森人 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 分析計測標準研究部門, 主任研究員 (20613988)
田中 隆宏 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 分析計測標準研究部門, 主任研究員 (30509667)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 粒子線治療 / 水吸収線量 / 線量標準 / カロリメータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度も昨年度に引き続き放射線医学総合研究所のHIMACの共同利用実験を行った。昨年度は単色炭素線を使い測定システムの妥当性評価を含め基礎的な測定が中心であった。本年度は、治療用の線質に近いSOBP 6cmの線質評価（深部電離量分布）を行った。グラファイトカロリメータについては、昨年度明らかになった測定システムの課題を解決し、炭素線の熱量測定を再度行った。水カロリメータについては、放射化学反応による吸収エネルギーの消費（熱欠損）を抑えるため，水中に水素を限界量まで溶かしこんだ飽和水素水の製造システムの構築を行うとともに，ガラス温度プローブの製作を行った．
線質評価については、治療の条件に近い290MeV/nの炭素線のSOBP 6cmの線質での深部電離量分布測定を行った。その結果、線量の絶対測定を行う水深さ(SOBP中心)での物理線量の勾配が大きいことが分かった。そこで、SOBP中心において水吸収線量を一層高い精度で絶対測定するため、SOBPの物理線量分布がより平坦となるようなリッジフィルタを設計した。
グラファイトカロリメータについては、昨年度の実験で判明したシステムの問題点の解決を図り、その結果SN比が約4倍向上した。改良した測定システムを用い、グラファイトカロリメータによる単色290MeV/nの炭素線の熱量測定を行った。その結果、約0.2%の再現性で熱量測定ができることを確認した。
水カロリメータは、水温の絶対値を評価する必要があるため，4端子測定法を用いたより高精度な絶対温度計測を可能にし，グラファイトカロリメータを用いた試験測定を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成27年度の計画は、グラファイトカロリメータによる粒子線の線量評価と、水カロリメータの完成と動作確認であった。計画の若干の変更と遅れはあるものの着実に遂行しているものと考えている。
治療用の線質であるSOPBの線質評価を行った結果、線量の絶対測定を行う水深さ(SOBP中心)での物理線量の勾配が大きいことが分かった。そこで、計画を若干変更し、SOBP中心での水吸収線量を一層高い精度で絶対測定するため、SOBPの物理線量分布がより平坦となるようなリッジフィルタを新たに設計した。来年度、このリッジフィルタでの線質評価を行い、物理線量勾配がフラットになっているかを確かめる予定である。
グラファイトカロリメータについては、計画通りSN比を約4倍向上させ、粒子線の熱量測定を行った。290MeV/nの単色エネルギーの炭素線に対して約0.2%の再現性で熱量測定ができることを確認した。今後、得られた熱量結果から線量への変換を進める。
水カロリメータ設計製作に関しては、飽和水素水の製造システムの構築を行うとともに，4端子測定法による絶対温度計測を可能にした．この方法の分解能は従来のロックインアンプを用いた方法と遜色ないSN比で温度変化を捉えることができ，グラファイトカロリメータによる試験では実用上十分である事を確認できた．
以上のことより、全体として概ね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、今年度に製作したリッジフィルタでの線質評価を行い、SOBP中心付近における物理線量の勾配が改善されているかの確認を行う。その後、SOBP中心の水深さにおいて、グラファイトカロリメータと水カロリメータによる熱量測定を行い、粒子線の線量評価を行う計画である。
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| Causes of Carryover |
ガス調整設備の価格が予定より小さくなったため、余剰が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
カロリメータの温度制御装置の改良に用いて、測定精度の向上を図る。
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