超高ピーク対バックグラウンド比を有するBNCT用治療線量モニターの開発

本研究はガンマ線ピーク効率が非常に高い臭化タリウム(TlBr)化合物半導体を用いて、高エネルギー分解能を有するガンマ線検出器を開発し、高ピーク対バックグラウンド比でホウ素が中性子と反応する際に放出される478 keVの即発ガンマ線を検出することが可能なBNCT用治療線量モニターを実現することを目的としている。今年度は、ピクセル電極を１つ有するTlBr検出器を異なる条件のもとで複数製作し、特性の評価を行った。検出器製作条件の主なものとしては結晶表面処理方法、電極形成条件、後処理方法などが挙げられる。製作した検出器を用いて密封線源からのガンマ線の測定を行い検出器を評価した。ガンマ線測定と同時に測定室内温湿度、検出器暗電流の測定も行った。研究の結果、検出器の製作条件の中では電極形成前の結晶表面処理が検出器特性に大きく影響を与えることが分かった。また、BNCT用治療線量モニターには検出器特性の高い安定性が求められるため、今年度はTlBr検出器の安定性の評価に関する研究も行った。化合物半導体を用いたガンマ線検出器は特性の経時変化が問題となる場合がある。TlBr検出器は電極材料をTlとすることにより安定性が改善するが、長時間の安定性評価に関する研究はほとんどなされていない。このため複数のTlBr検出器（Tl電極付き）の安定性の評価を行った。評価の結果、本研究で製作した検出器は印加電圧の極性反転なしの連続動作でピーク位置、ピークカウント数が長時間安定で、エネルギー分解能も良好であることがわかった。以上の今年度の研究により本研究で開発しているTlBr検出器がBNCT用治療線量モニターに供するのに十分な特性を有していることがわかった。

本研究はガンマ線ピーク効率が非常に高い臭化タリウム(TlBr)化合物半導体を用いて、高エネルギー分解能を有するガンマ線検出器を開発し、高ピーク対バックグラウンド比でホウ素が中性子と反応する際に放出される478 keVの即発ガンマ線を検出することが可能なBNCT用治療線量モニターを実現することを目的としている。今年度は、ピクセル電極を１つ有するTlBr検出器を異なる条件のもとで複数製作し、特性の評価を行った。検出器製作条件の主なものとしては結晶表面処理方法、電極形成条件、後処理方法などが挙げられる。製作した検出器を用いて密封線源からのガンマ線の測定を行い検出器を評価した。ガンマ線測定と同時に測定室内温湿度、検出器暗電流の測定も行った。研究の結果、検出器の製作条件の中では電極形成前の結晶表面処理が検出器特性に大きく影響を与えることが分かった。また、BNCT用治療線量モニターには検出器特性の高い安定性が求められるため、今年度はTlBr検出器の安定性の評価に関する研究も行った。化合物半導体を用いたガンマ線検出器は特性の経時変化が問題となる場合がある。TlBr検出器は電極材料をTlとすることにより安定性が改善するが、長時間の安定性評価に関する研究はほとんどなされていない。このため複数のTlBr検出器（Tl電極付き）の安定性の評価を行った。評価の結果、本研究で製作した検出器は印加電圧の極性反転なしの連続動作でピーク位置、ピークカウント数が長時間安定で、エネルギー分解能も良好であることがわかった。以上の今年度の研究により本研究で開発しているTlBr検出器がBNCT用治療線量モニターに供するのに十分な特性を有していることがわかった。