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

开发RPL辐射计实现重离子分布测量和实时分析

• 批准号: 21K12522
• 负责人: 花泉 修
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12522/
• 关键词: ラジオフォトルミネセンス; リン酸塩ガラス; その場線量計測; 重粒子線; X線; 物理線量分布; ラジオフォトルミネッセンス; 線量計測

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。

Heavy particle beam therapy, "Precision radiation dose distribution record" and "High-precision 2-dimensional radiation field measurement" The purpose of the radiation measurement system is the simple and simple radioactive ray measurement system. Preliminary research on the radiation meter and the integrated radiation meter The RPL type line gauge is used for particle line measurement. The same material as the general one The amount of the wire is given by the large particle beam, the particle beam is measured, and the limit is the raw material.これに対して、我々は取り扱いが SIMPLE なリン acid 塩ガラス RPL line gauge base material や を変 updatedすることで, purpose とする simplistic なリアルタイム line evaluation 価をpossible とするためのtechnical development 発を行う.リン塩ガラスをbase material として, totalizing type linear gauge としてのfunctional をactivation するsilver active center にplus えて, other active center Heart candidate を exploration し, silver と compound multiplex さ せ る こ と で ray の リ ア ル イ ム そ の field evaluation 価 technology の実 appear を ocular finger し た. This year's research and last year's research were carried out with a white light, and the active center species other than silver were confirmed as new. Tin (Sn), アルミニウム (Al) is used to form the light center Heavy particle beam measurement and test results are reported.さらにSn/Al について, リン acid ガガラス中にRPL phenomenon is shown in the silver (Ag) and co-added する technology を発した. The optimal conditions for heat treatment are determined by adding the amount. Kailu's wire measuring instrument, Gunma University Showa's Heavy Particle Medical Research Laboratory's carbon wire field measurement and testing system.また、Particle beam にKAえX-ray for medical diagnosis についても同様のガラスでのリアルタイムmeasurement を実现させた. Particle beam therapy, radiation therapy, radiation therapy, medical imaging diagnosis field, radiation therapy, average atomic number, small radiation, this materialは, Measurement of external disturbances in the field of measurement, writing of external disturbances, suppression of radioactive rays, and confirmation of radioactive rays.

项目成果

Optical Characterization of Phosphate Glass with Additional Aluminum/Tin Impurities

添加铝/锡杂质的磷酸盐玻璃的光学表征

• DOI: 10.18494/sam3697
• 发表时间: 2022
• 期刊: Sensors and Materials
• 影响因子: 1.2
• 作者: Akiyama Shun;Sasaki Aika;Nakajima Runa;Hasegawa Daichi;Iizuka Kazuya;Kimura Shigetaka;Akagami Tomoki;Kitagawa Yuichi;Hanaizumi Osamu;Kada Wataru
• 通讯作者: Kada Wataru

集束陽子マイクロビームによる銀,ユーロピウム共添加リン酸塩ガラス線量計の蛍光飛跡検出器としての応答評価

使用聚焦质子微束作为荧光径迹探测器的银和铕共掺杂磷酸盐玻璃剂量计的响应评估

• 发表时间: 2022
• 作者: 加田 渉;佐々木 愛加;織茂 颯汰;小菅 臨;秋山 駿;木村 成孝;飯塚 和也;赤上 友基;山田 尚人;佐藤 隆博;花泉 修;石井 保行
• 通讯作者: 石井 保行

Development of micrometer-scaled aluminum-enriched phosphate glass beads with a silver activator for real-time profile measurement of a clinical carbon beam

开发带有银活化剂的微米级富铝磷酸盐玻璃珠，用于临床碳束的实时轮廓测量

• DOI: 10.35848/1347-4065/aca457
• 发表时间: 2022
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Akiyama Shun;Sasaki Aika;Kimura Shigetaka;Iiduka Kazuya;Akagami Yuki;Sakai Makoto;Hanaizumi Osamu;Kada Wataru
• 通讯作者: Kada Wataru

Characterization of fluorescent nuclear track detector based on phosphate glass with silver and europium activator by focused proton microbeam

聚焦质子微束表征基于银铕激活剂磷酸盐玻璃的荧光核径迹探测器

• 发表时间: 2022
• 作者: Wataru Kada;Aika Sasaki;Nozomu Kosuge;Shun Akiyama;Sota Orimo; Shigetaka Kimura;Kazuya Iiduka;Yuki Akagami;Naoto Yamada;Takahiro Satoh;Osamu Hanaizumi;and Yasuyuki Isihii
• 通讯作者: and Yasuyuki Isihii

重粒子線がん治療場でのリアルタイム計測を目的としたリン酸塩ガラス材料素子の高度化

用于重离子束癌症治疗设施中实时测量的复杂磷酸盐玻璃材料元件

• 发表时间: 2022
• 作者: 加田 渉;佐々木 愛加;秋山 駿;中嶋 留奈;木村 成孝;飯塚 和也;長谷川 大地;赤上 友基;酒井 真理;花泉 修
• 通讯作者: 花泉 修