Develop of RPL radiometer realizing measurement of heavy ion distribution and real time profiling

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重粒子線がん治療において、「精密な線量分布記録」と「高精度な２次元ビームプロファイルのその場測定」の実現を目指すべく、簡便なリアルタイム放射線計測体系の実現を目的とした技術開発を進めている。先行研究において、積算型放射線被ばく線量計として知られているラジオフォトルミネセンス(RPL)型線量計を用いた粒子線の計測が検討されている。しかしながら、一般的に同材料にはビルドアップ効果などが認められており、特に局所的な線量付与が大きな粒子線の線量リアルタイム計測においては、制限が生じている。これに対して、我々は取り扱いが簡便なリン酸塩ガラスRPL線量計母材や添加材料を変更することで、目的とする簡便なリアルタイム線量評価を可能とするための技術開発を行う。リン酸塩ガラスを母材として、積算型線量計としての機能を賦活する銀活性中心に加えて、他の活性中心候補を探索し、銀と複合多重化させることで放射線のリアルタイムその場評価技術の実現を目指した。本年度は、昨年度の研究において特に顕著な白色発光を示した、銀以外の活性中心種とし新たに確認された 錫(Sn),アルミニウム(Al)で形成される蛍光中心を用いた重粒子線のリアルタイム計測を試験しその結果について報告した。さらにSn/Alについて、リン酸塩ガラス中にRPL現象を示す銀(Ag)と共添加する技術を開発した。添加量や熱処理の最適条件を探索した。開発したガラス線量計について、群馬大学昭和キャンパス重粒子医学研究センターにおいて炭素線のその場計測を試験した。また、粒子線に加え医療診断用のX線についても同様のガラスでのリアルタイム計測を実現させた。粒子線のような治療用の放射線に加えて、医療画像診断分野への応用において、平均原子番号が小さな本材料は、計測対象領域での外乱となるような写り込みを抑制した形で放射線誘起発光が生じることが確認された。