狭角度域コンプトン非同時計数によるBNCT治療効果リアルタイム計測

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本研究では、ほう素中性子捕捉療法（BNCT）において治療効果のその場評価を行うために治療中の患部から発せられる478keVのガンマ線を測定対象として高感度に検出する新しい検出器システムの開発を行っている。主なバックグラウンドである水素中性子捕獲ガンマ線によるコンプトン連続部を非同時計数法を用いて低減し、特に配置を工夫したコインシデンス用の副検出器にて478keVのガンマ線ピーク位置における連続部に特化して抑制することが本研究の独自性である。シミュレーションの結果、主検出器の後方に長い板状のタリウム活性ヨウ化セシウム(CsI(Tl))シンチレータからなるコインシデンス用の検出器を上下左右に4面並べる配置が有効であることが明かになった。しかし入手できる結晶が1cm角の5cm長であったため、縦に2本繋げ10cm長さの1本の棒状結晶に対して一つの光電子増倍管を結合させ、エネルギー分解能を確保する製作方法に改めた。この棒状の検出器を3台製作し、信号を取りまとめて板状検出器と扱い、エネルギー分解能を実験的に求めた結果511keVガンマ線に対して11%であった。入手が遅れていた1.5インチ臭化セリウム検出器を用いて検出器内でコンプトン散乱事象を行い、侠角度の散乱角で放出される2次ガンマ線のみを製作した副検出器で検出するように配置を行った。これら2台の検出器信号の時間差計測を行い非同時計数システムを構築した。開発段階ではNa-22標準線源からの1.28MeVのガンマ線を対象として実験を行った。主検出器の先端から後方40度の位置に棒状の副検出器の先端が来るように配置し、1.28MeVのガンマ線が主検出器内でコンプトン散乱し40度よりも小角で散乱する事象だけに非同時計数処理を行った結果、開発した本システムでは478keVピーク位置において1.7 %のBGガンマ線を除去することができた。