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金 政浩(きん ただひろ) データ更新日:2018.06.21

准教授 /  総合理工学研究院 エネルギー科学部門 エネルギーシステム学


主な研究テーマ
3Dプリンタを用いたシンチレーション式放射線検出器の作成に関する研究
キーワード:3Dプリンタ、 シンチレータ、 放射線計測
2014.04~2016.03.
放射線検出器開発(宇宙線ミューオンを用いたラジオグラフィ用検出器や小型CMOSイメージングセンサを用いた空間線量計測装置など)
キーワード:放射線検出器 ミューオン ラジオグラフィ 空間線量
2013.04~2020.03.
加速器を用いた中性子源を利用した医療用等RI製造技術の開発
キーワード:放射性医薬品、加速器中性子、RI製造技術、原子核反応
2008.07.
従事しているプロジェクト研究
半導体デバイスのミューオン誘起ソフトエラー率評価のための技術基盤構築
2016.04~2019.03, 代表者:渡辺幸信, 九州大学, 九州大学(日本)
次世代半導体デバイスの信頼性問題の1つとして、宇宙線ミューオン起因ソフトエラーと呼ばれる
一過性の誤動作・故障現象がある。本研究では、最先端ミューオン施設を用いた
正・負ミューオンによるソフトエラー試験用照射技術を開発する。
また、物質内ミューオン輸送や付与電荷のデバイス内輸送計算からなる
統合シミュレーションコードを実用化し、照射データの解析に適用する。
さらに、エラー率シミュレーションの不確定性要因の1つである
低エネルギー宇宙線ミューオンの計測システムを開発し、
建屋内環境下の宇宙線ミューオンの空間分布や入射方向・エネルギー分布を計測する。
最終的に、超低電圧LSI 等の次世代デバイスに対するミューオン起因ソフトエラー評価に
特化した先端基盤技術を構築し、実デバイスの評価に応用する。.
低価格・高速・高精度放射能測定装置の実用化開発
2012.10~2014.09, 代表者:西沢 博志, 三菱電機, 独立行政法人科学技術振興機構(日本)
食品中に含まれる放射性物質の濃度を測定する装置の開発。新しい信号処理技術を用いて、低価格・高速・高精度な検出器を目指す。.
加速器中性子利用99Mo等医学用RI生成開発研究
2011.05~2015.03, 代表者:永井泰樹, 日本原子力研究開発機構, 日本原子力研究開発機構
3大成人病診断に不可欠な99mTcの親核(99Mo)を含む短寿命RIの安定確保は急務であり、これらRIの国内生成の方法を確立する事は国民の健康に関わる重要な課題である。我々が提案した加速器中性子利用によるこれらRI生成法は安定確保・核不拡散に抵触しない、施設が廉価に作れる等の優れた利点を有し世界的に期待されている。国益・世界への貢献両面から、速やかに本研究を遂行し、その方式を実現する。.
研究業績
主要原著論文
1. Tadahiro KIN, Takaya Kawagoe, Shouhei Araki, Yukinobu Watanabe, Production of high-purity medical radio isotope 64Cu with accelerator-based neutrons generated with 9 and 12 MeV deuterons, Journal of Nuclear Science and Technology, http://dx.doi.org/10.1080/00223131.2017.1344585, 54, 10, 1123-1130, 2017.07, [URL], We conducted a feasibility study for producing a high-purity medical radioisotope 64Cu from natural zinc with accelerator-based neutrons. 64Cu isotopes were produced via the 64Zn(n,p) reaction. The accelerator-based neutrons were generated via the C(d,n) reaction using low-energy deuterons of 9 and 12 MeV on a 1-mm-thick carbon target. First, the production purity was estimated using the evaluated nuclear data library JENDL-4.0 and our previously measured thick target neutron yield. We found that even when natural zinc was used as the starting material, significantly high-purity 64Cu could be obtained. Next, irradiation experiments for producing 64Cu using natural zinc were conducted at Kyushu University Tandem Laboratory, with the amounts of 64Cu isotopes and other gamma-emission nuclides measured by a high-purity germanium detector. As a result, high-purity 64Cu isotopes of 1.11(49) × 100 and 3.70 (17) × 100 Bq/g/uC were produced with incident deuteron energies of 9 and 12 MeV, respectively..
2. Tadahiro KIN, Kullapha Chaiwongkhot, Hiroaki Ohno, Kazuhiro Kondo, Yukinobu Watanabe, Measurement of Zenith and Azimuth Angular Differential Flux of Cosmic-ray Muons Using a Prototype Portable Muography Detector, JPS Conference Proceedings, http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.11.070006, 11, 070006, 6 pages, 2016.11, We have developed a prototype portable muography detector and applied it to measurement of zenith and azimuth angular differential fluxes of cosmic-ray muons on the ground. The detector system was operated stably and the obtained angular fluxes were consistent with the well-known ones. This result demonstrated that the prototype detector has basic performance for muography after careful realignment..
3. 大野 裕明, Tadahiro KIN, 鹿嶋 亮介, 近藤 和博, 渡辺 幸信, 可搬性の高い小型ミュオグラフィ検出器の開発研究, 応用物理学会放射線分科会会誌「放射線」, 41, 3, 163-169, 2016.04.
4. Takaya Kawagoe, Tadahiro KIN, Shouhei Araki, Yukinobu Watanabe, Measurement of neutron yield by multiple-foil activation unfolding method for medical radioisotopes production using accelerator neutrons, the 2014 Symposium on Nuclear Data, http://dx.doi.org/10.11484/jaea-conf-2015-003, JAEA-Conf 2015-003, 297-302, 2016.03, We measured the angle-differential TTNYs of the C(d,n) reaction at Ed = 12 MeV using multiple-foil activation unfolding method. The spectral shape was in good agreement with previous experimental data..
5. Tadahiro KIN, Yukinobu Watanabe, Development of a Remote and Multipoint Air-dose Rate Monitoring System Using Webcams, 2015 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference, 3 pages, 2015.11, We propose a new webcam-based air-dose rate monitoring system, in which multiple webcams are driven remotely by a single PC..
6. Tadahiro KIN, Yasuki Nagai, Nobuyuki Iwamoto, Futoshi Minato, Osamu Iwamoto, Yuichi Hatsukawa, Mariko Segawa, Hideo Harada, Chikara Konno, Kentaro Ochiai, Kosuke Takakura, New Production Routes for Medical Isotopes 64Cu and 67Cu Using Accelerator Neutrons, Journal of the Physical Society of Japan, 82, 034201-8 pages, 2013.02, We have measured the activation cross sections producing 64Cu and 67Cu, promising medical radioisotopes for molecular imaging and radioimmunotherapy, by bombarding a natural zinc sample with 14 MeV neutrons. We estimated the production yields of 64Cu and 67Cu by fast neutrons from natC(d,n) with 40MeV 5mA deuterons. We used the present result together with the evaluated cross section of the (n,x) reaction on Zn isotopes. The calculated 64Cu yield is 1.8 TBq (175 g 64Zn) for 12 hours of irradiation; the yields of 67Cu by 67Zn(n,p)67Cu and 68Zn(n,x)67Cu were 249 GBq (184 g 67Zn) and 287 GBq (186 g 68Zn) at the end of 2 days of irradiation, respectively. From the results, we proposed a new route to produce 67Cu with very little radionuclide impurity via the 68Zn(n,x)67Cu reaction, and showed the 64Zn(n,p)64Cu reaction to be a promising route to produce 64Cu. Both 67Cu and 64Cu should be noted to be produced by using fast neutrons..
7. T. KIN, K. Furutaka, S. Goko, H. Harada, J. Hori, M. Igashira, T. Kamiyama, T. Katabuchi, A. Kimura, K. Kino, F. Kitatani, Y. Kiyanagi, M. Koizumi, M. Mizumoto, S. Nakamura, M. Ohta, M. Oshima, and Y. Toh, THE “4π GERMANIUM SPECTROMETER” FOR MEASUREMENTS OF NEUTRON CAPTURE CROSS SECTIONS BY THE TIME-OF-FLIGHT METHOD AT THE J-PARC/MLF/NNRI, Journal of the Korean Physical Society, 59, 1769, 2011.08.
8. Tadahiro Kin, Masumi Oshima, Kazuyoshi Furutaka, Mitsuo Koizumi, Yosuke Toh, Atsushi Kimura, Identification of Nuclear Levels of 34S for Determination of the Neutron Capture Cross Section, Capture Gamma-Ray Spectroscopy and Related Topics, AIP Conference Proceedings 1090, 575, 2009.01.
9. Tadahiro Kin, Ken-ichi Makino, Nobuo Noda, Kazuharu Koide and Masahiro Nakano, The Molecular Dynamics Calculation of Clathrate Hydrate Structure Stability for Innovative Organ Preservation Method, International Journal of Innovative Computing, Information and Control, 4, 2, 249, 2008.02.
10. Tadahiro Kin, Masumi Oshima, Kazuyoshi Furutaka, Mitsuo Koizumi, Yosuke Toh and Atsushi Kimura, Development of a Spectrometer for Multiple Prompt Gamma-Ray Measurement to Identify Nuclear Levels, FRONTIERS IN NUCLEAR STRUCTURE, ASTROPHYSICS, AND REACTIONS “FINUSTAR 2”, AIP CONFERENCE PROCEEDINGS 1012, 374, 2008.01.
11. Tadahiro KIN, Ken-ichi MAKINO, Kazuharu KOIDE, Tetsuya NEMOTO, Molecular Dynamics Simulation of Complex Phase Transition of Clathrate Hydrates in Living Body, 2006 International Conference on Innovative Computing, Information and Control, 556, 2007.01.
12. Tadahiro Kin, Fuminobu Saiho, Sin-ya Hohara, Katsuhiko Ikeda, Kiyohisa Ichikawa, Yusuke Yamashita, Minoru Imamura, Genichiro Wakabayashi, Nobuo Ikeda, Yusuke Uozumi, Masaru Matoba, Norihiko Koori, Proton Production Cross Sections for Reactions Induced by 300 and 392 MeV Protons, International Conference on Nuclear Data for Science & Technology ND2004, 769, Part One, 207-210, 2005.08.
13. Tadahiro Kin, Fuminobu Saiho, Shinya Hohara, Katsuhiko Ikeda, Kiyohisa Ichikawa, Yusuke Yamashita, Minoru Imamura, Genichiro Wakabayashi, Nobuo Ikeda, Yusuke Uozumi, Masaru Matoba, Masahiro Nakano, Norihiko Koori, Proton production cross sections for reactions by 300- and 392-MeV protons on carbon, aluminum and niobium., Physical Review C, 10.1103/PhysRevC.72.014606, 72, 1, 014606, 2005.07.
主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等
1. 金 政浩, 永井 泰樹, 初川 雄一, 原田 秀郎, 落合 謙太郎, 高倉 耕祐, 今野 力, 加速器中性子を用いた99mTc等の医療用RI製造研究, 応用物理学会放射線分科会誌「放射線」 vol. 39-2, 59-64 (2013), 2013.08.
2. 金 政浩, 地中空洞探査に向けたミュオグラフィ検出器の開発, 日本原子力学会誌, 2016.09, 宇宙から飛来する素粒子「宇宙線ミュオン」を用いた大型構造物の透視が様々な対象に応用され始めている。この技術は、火山学、地質学、考古学などと融合し、学際的な発展を見せている。本誌2015年5月号の解説シリーズでも紹介があったように、その対象は地盤や大型構造物内部の可視化に広がっている。本稿では、私たちの開発している地中空洞探査を目的とした検出器の開発に焦点をあてて紹介する。これまでに作成したプロトタイプ検出器の検出原理や必要な性能を示し、テスト計測の結果から大型構造物内部の密度分布計測の手法を紹介する。.
主要学会発表等
1. 荒木 直人、金 政浩、上田 真輝、青木 勝海、渡辺 幸信、伊藤 正俊, 小・中規模インフラ設備の透視診断に向けたエネルギーウインドウ型ミュオグラフィシステムの提案, 第65回応用物理学会春季学術講演会, 2018.03, これまでは困難だった橋梁や焼却炉などの「小・中規模インフラ設備」の劣化探査への拡張を目的として新たに「エネルギーウインドウ型ミュオグラフィシステム」を提案する。この手法では、数百MeV以下のミュオンを用いる(ウインドウする)ことで、著しく劣化部位のコントラストを上げることが可能となる。.
2. Tadahiro Kin, Md. Kawchar Ahmed Patwary, Masaki Kamida, Katsumi Aoki, Naoto Araki, Kosuke Yoshinami, Yukinobu Watanabe, Masatoshi Itoh, Development of Radioisotopes Production Method by Accelerator-based Neutron: Activity at Kyushu University, ISRD2018 : International Symposium on Radiation Detectors and Their Uses, 2018.01, Recently, applications of accelerator-based neutron source have been widely expanding in various fields. Among all, we have focused on radioisotopes (RIs) production. The deuteron induced reactions on a thick target made of carbon or beryllium have large advantages to generate high intense neutron [1]. Moreover, since the neutron spectra induced by deuteron have a peak around a half of incident energy, the spectra can be adjusted to reduce amount of by-products, as reported in [2]. For the RI production, deuteron incident energy from 10 to 50 MeV is useful to suppress by-products, because above 50 MeV, too many uncontrollable reactions occur. To estimate quantity and quality of the RI product and to design radiation shielding, double differential thick target neutron yields (DDTTNYs) are required on carbon or beryllium targets for the energy region. However, there is no systematic experimental data available, so far. To overcome the situation, we have systematically measuring DDTTNYs at CYRIC, Tohoku University by means of the multiple-foil activation method. The measurements of the C(d,n) reaction at incident deuteron energies of 12, 16, 20, and 25 MeV and Be(d,n) reaction at those of 16 and 25 MeV were conducted. The DDTTNYs were determined by using unfolding technique from activity of irradiated multiple foils. The analysis method has been also developed by comparison of various conventional unfolding codes as well as an original artificial neural network unfolding code. In addition, production experiment and practical tests were performed for some of feasible RIs such as Cu-64 (a new PET nuclide), Mo-99 (mother of conventional SPECT nuclide Tc-99m), and Cs-132 (a new environmental tracer). We will show details of the analysis method to determine DDTTNYs for the C(d,n) reaction at incident deuteron energies of 12 and 20 MeV. Furthermore as an example of feasibility study, development of chemical process to recover highly enriched Mo-100 target in the Mo-99 production will be given in the presentation.
References
[1] Y. Nagai, et al., J. Phys. Soc. Jpn., 82 (2013) 1.
[2] T. Kin, et al., J. Nucl. Sci. Technol., 54 (2017) 1123..
3. T. Kin, Y. Sanzen, M. Kamida, K. Aoki, N. Araki, Y. Watanabe, Artificial Neural Network for Unfolding Accelerator-based Neutron Spectrum by Means of Multiple Foil Activation Method, 2017 IEEE Nuclear Science Symposium & Medical Imaging Conference, 2017.10, Recently, applications of accelerator-based neutron are widely spread to many fields. Among all, we have focused on the medical RIs production. In the study, accelerator-based neutrons are generated by 10- to 40-MeV deuteron induced reactions on thick target made of C or Be. For design of irradiation system and estimation of production rate and purity, double differential thick target neutron yields (DDTTNY) are required. There are, however, not sufficient available data. Therefore, in the medical RI production study, the DDTTNY is necessary to be measured. We adopted the multiple foil activation method for the measurement. It is appropriate for the medical RI production study, because the direct activation power of the neutron source can be obtained. The DDTTNY should be derived by an unfolding technique from measured yields of atoms produced via the activation reactions. Performances of conventional unfolding codes are strongly dependent on the initial guess spectrum and a human-inducible parameter of convergence condition. We have developed an unfolding code using artificial neural network (ANN) which requires no initial guess spectrum and no human-inducible convergence condition. Once the ANN is trained, neutron spectrum can be derived from inputting yields of atoms produced via the activation reactions only. To demonstrate the ability to derive the DDTTNY by the ANN unfolding code, we input yields of produced atoms obtained by a multiple foil activation experiment conducted at Kyushu University Tandem Laboratory. The resultant DDTTNY is compared with that by GRAVEL code, which is one of the conventional codes. Since there is no large discrepancy, we found that the ANN unfolding code has same ability to GRAVEL code even without the initial guess spectrum..
4. Tadahiro Kin, Muography Project at Kyushu University, MUOGRAPHERS 17 General Assembly, 2017.10.
5. Tadahiro Kin, Muography at Kyushu University, MUOGRAPHERS 16 General Assembly, 2016.11.
6. Kin Tadahiro, Yukimasa Sanzen, Masaki Kamida, Yukinobu Watanabe, Masatoshi Itoh, Production of 92Y via the 92Zr(n,p) reaction using the C(d,n) accelerator neutron source, International Conference on Nuclear Data for Science and Technology 2016, 2016.09, Medical radioisotopes are widely applied not only for diagnostic but also therapeutic purposes.
In particular, radioimmunotherapy (RIT) plays an important role in cancer therapy in recent years.
Yttrium-90-ibritumomab tiuxetan is the first RIT agent approved by the U.S. Food and Drug Administration (FDA).
After that it has been approved in more than 40 countries.
Until Nov. 2011, assessment of biodistribution by using 111In-ibritumomab tiuxetan before administration of 90Y-ibritumomab tiuxetan (called “bioscan”) was required in United States, Japan and Switzerland. The FDA removed the bioscan at Nov. 2011 and the first reason was “analysis of data in 253 patients showed that the In-111 imaging dose and bioscan was not a reliable predictor of altered Y-90 ZEVALIN (the trade name of ibritumomab tiuxetan) bio-distribution”.
If ibritumomab tiuxetan is labeled with an Yttrium isotope, it has to be a reliable predictor.
Since gamma-ray imaging is used for the bioscan, gamma-ray emitter has to be used as the labelling nuclide.
There are a few Yttrium isotopes which emit gamma ray. Among all we focus on 92Y, because it has relatively-long half-life (3.5 h) and decays to a stable isotope (92Zr).
We propose a new method to produce 92Y using accelerator neutrons. Yttrium-92 is produced via the (n,p) reaction on 92Zr.
A feasibility experiment was performed at Cyclotron and Radioisotope Center in Tohoku University. A carbon thick target was irradiated by 20 MeV deuterons to produce accelerator neutrons.
The thick target neutron yield (TTNY) was measured by using the multiple foils activation method. The foils were made of Al, Fe, Co, Ni, Zn, Zr, Nb, and Au. The amount of 92Y production and induced impurities were estimated by simulation with the measured TTNY.
The details of the data analysis and the results are shown in the presentation..
7. Tadahiro KIN, 地中空洞探査に向けたミュオグラフィ検出器開発, 日本原子力学会 2016年春の年会, 2016.03, 宇宙から飛来するミュオンを捉えることで、大型構造物の内部密度構造を透過するミュオグラフィ技術が近年注目を集めている。本報告では、当研究室で開発した地中空洞探査を目的としたミュオグラフィ検出器について、計測原理、構造、テスト計測の結果を発表した。.
8. Tadahiro KIN, 中村 嵩之, 渡辺 幸信, 3Dプリンタでのシンチレータの造形を目的としたUV硬化樹脂の開発, 日本原子力学会 2016年春の年会, 2016.03, 3Dプリンタで放射線計測用シンチレータを造形する手法の開発を行った。試作したシンチレータを用いた線源測定の結果、市販のプラスチックシンチレータと比較しても十分な性能があることを確認した。.
9. Tadahiro KIN, Kullapha Chaiwongkhot, 大野 裕明, 近藤 和博, 渡辺 幸信, Measurement of Zenith and Azimuth Angular Differential Flux of Cosmic-ray Muons Using a Prototype Portable Muography Detector, International Symposium on Radiation Detectors and Their Uses, 2016.01, We have developed a prototype portable muography detector and applied it to measurement of zenith and azimuth angular differential fluxes of cosmic-ray muons on the ground..
10. Tadahiro KIN, 渡辺 幸信, Development of a Remote and Multipoint Air-dose Rate Monitoring System Using Webcams, 2015 IEEE Nuclear Science Symposium & Medical Imaging Conference, 2015.11, We propose a new webcam-based air-dose rate monitoring system, in which multiple webcams are driven remotely by a single PC..
11. Tadahiro KIN, 川越 敬也, 石井 裕也, 渡辺 幸信, 重陽子加速器中性子源設計に必要な重陽子核データに関する研究
(4)九大タンデム施設における医療用RIの製造テスト実験, 日本原子力学会 2015年春の年会, 2015.03, 九州大学タンデム加速器を用いたC(d,n)反応からの中性子による医療用RI製造実験を行った。さらに箔放射化法を用いた中性子収量分布を求めた。その結果C(d,n)中性子源の利点と64Cu等の将来的な製造量を示せた。.
12. Tadahiro KIN, 渡辺 幸信, Accelerator-based Neutron Source for Medical RI Production, the AFAD 6th Asian Forum for Accelerators and Detectors, 2015.01, Accelerator-based neutron sources have been used for various studies: fundamental physics, engineering application, medical application, and so on. Recently, the applications have been spread to medical RI production. In 2013, a new method for Generation of Radioisotopes (RI) with Accelerator Neutrons by Deuterons (GRAND) has been proposed.
In the method for GRAND, two types of neutron sources with deuteron-induced reactions have been considered: one is the DT reaction and the other is the C(d,n) or the Be(d,n) reaction. We focused on the latter reaction. For the reaction, deuterons are accelerated up to a few ~ 40 MeV and bombard on a neutron converter made of thick carbon or beryllium. Thick target neutron yields (TTNYs) of the reactions are very important to predict the amount of medical RIs, however, experimental data are not sufficient. We can simulate TTNYs with calculation codes e.g. PHITS, but the reproducibility is not satisfactory.
At the Kyushu University Tandem Accelerator, we have so far measured TTNYs of the X(d,n) reactions systematically (here, X= natC to 181Ta) not only to improve insufficient experimental data but also to modify/develop theoretical models. In addition, we have carried out some test experiments of medical RI production e.g. 58Co and 64Cu for positron emission tomography. At the end of FY2014, however, the accelerator will be shut down, and a new 8 MV Tandem accelerator is now in preparation to star up in FY 2015 at the Center for Accelerator and Beam Applied Science, Kyushu University. Now we have a plan to develop a dedicated beam line as a neutron source to proceed and expand our research work.
Our past relevant results and future plan will be reported in the forum.
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13. 川越 敬也, Tadahiro KIN, 荒木 祥平, 渡辺 幸信, Measurement of neutron yield by foils activation unfolding method for medical radioisotopes production using accelerator neutrons, 2014 Symposium on Nuclear Data, 2014.11, Accelerator neutrons have been proposed to produce medical radioisotopes. The C(d,n) reaction is one of the candidates to produce neutrons. The data of thick target neutron yields (TTNYs) is needed for reliable prediction of the amount of production. We measured the angle-differential TTNYs of the C(d,n) reaction at Ed = 12 MeV using multiple-foil activation unfolding method. The spectral shape was in good agreement with previous experimental data. This demonstrates that the experimental method is applicable to prediction of the amount of medical radioisotopes produced with accelerator neutrons..
14. Tadahiro KIN, 川越 敬也, 石井 裕也, 荒木 祥平, 渡辺 幸信, 加速器中性子源を用いた58Ni(n,p)反応による58Coの角度微分収量の計測, 第75回応用物理学会秋季学術講演会, 2014.09, 我々は加速器中性子源による医療用RI製造の研究の一環として、九州大学理学部タンデム加速器にて、C(d,n)中性子源を用いた、PET技術に応用可能な陽電子放出核58Coの生成実験を行った。入射重陽子エネルギーは9MeVで、厚い炭素標的で全エネルギーを吸収させる。生成した中性子は17cm下流のnatNiサンプルに入射する。このサンプルはリボン状(20×300×0.4mmt)であり、炭素標的を中心としてビーム軸から-5~95度の範囲をカバーする様、円弧状に配置した。約7.5時間の照射後、10度毎にサンプルを切り出し、58Ni(n,p)反応で生成した58Co(T1/2=71d)からの崩壊ガンマ線をGe検出器で計測し、その生成量の角度分布を得た。.
15. Tadahiro KIN, 渡辺 幸信, CMOSイメージングセンサを用いた荷電粒子計測の検討, 第61回応用物理学会春季学術講演会, 2014.03, 我々は、手軽に入手可能な「Webカメラ(CMOSイメージングセンサ)」を用いた簡易荷電粒子計測システムの開発を行っている。Webカメラは光検出部にフォトダイオード(PD)を用いている。放射線がPDに入射した際、電離作用によって生じた電荷が、通常の光検出の場合に生じる電子-正孔対と同様の働きをし、「光」の様に観測される。これまでに、本検出器で十分にベータ線を観測できる事がわかっており、放射線教育のための教材として、有用なツールとして用いてきた[1,2]。これまでに作成した計測ソフトでは、Webカメラから得られる画像をリアルタイムに解析して、ほぼデッドタイム無しで、約100cpsでのベータ線カウント数を正確に求める事に成功していた。今回は、さらに「付与エネルギースペクトル」の取得を行う機能を追加した。
本検出器ではベータ線は図1の様な「輝点」として観測される。各イベントで得られる輝点の明るさ(画素のRGB値の和)は、放射線がPDに付与したエネルギーと相関がある。今回、90Srベータ線源を用いた測定を行った。その結果、ほとんどのイベントの画素のRGB値は255以下であり、オーバーフローすることは無かった。
解析では、各イベントの輝点は複数の画素から成っているため、イベント毎にRGB値の合計値を算出し、その頻度分布(図2)を作成した。Webカメラ用のPDは、ベータ線が透過してしまう厚みであり、なおかつ正確な厚みが公表されていない事も多い。そこで今回は、図2の横軸(RGB合計値)をPDへの付与エネルギーに較正するために、粒子輸送計算コードPHITSによるシミュレーションを活用し、概算で求めた。
今回の結果をもとに、WebカメラのようなCMOSイメージングセンサの荷電粒子検出器としての展望についても考察する。
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16. Tadahiro KIN, 渡辺 幸信, 放射線教育のためのWeb カメラを用いた簡易放射線計測システ ムの開発;大学および高校教育への実践とその成果, 日本原子力学会2013年秋の大会, 2013.09, 我々の生活に身近な「Webカメラ(CMOSイメージングセンサ)」を用いた簡易放射線計測システムの開発と測定を通して、放射線の「可視化」を主眼とした大学生および高校生への教育を行った。当該教育の具体的な内容および実際に教育を受けた学生、生徒達への教育効果について発表を行う。.
17. 金 政浩、川越 敬也、渡辺 幸信、佐藤 望、永井 泰樹, 加速器中性子による医療用RI製造における効率的な照射ターゲット体系の設計に関する研究, 原子力学会九州支部 第31回研究発表講演会, 2012.12, 加速器中性子による医療用RI製造量の効率化のため、原料サンプルの周りに中性子反射材を置く設計を検討する。今回、64Cuの製造を例として、反射材に炭素板を置いた系の、PHITSによるシミュレーションを行い生成量予測および中性子スペクトル、中性子強度の変化を求めた。.
18. 金 政浩, 永井 泰樹, 初川 雄一, 原田 秀郎, 落合 謙太郎, 高倉 耕祐, 今野 力, 加速器中性子を用いた99mTc等の医療用RI製造研究, 第73回応用物理学会学術講演会, 2012.09, 日本では、放射性薬剤のほとんどを海外からの輸入に頼っている。国内のみならず、世界で最も多く使用されている99mTc製剤も例外ではなく、国内生産は全く行われていない。さらに、99mTc製剤に着目すると、約6時間という短い半減期のため、有効期間(いわゆる消費期限)が24-30時間であり、医療施設で薬剤の在庫を置くことができない。また、老朽化した原子炉による生産が大半を占め、計画外に炉が停止して供給が滞ることがたびたび起きている。輸送に関しても、2010年にアイスランド火山の噴火の影響で、放射性医薬品の輸入が完全にストップし、社会的な問題になった。
これらの問題を根本的に解決するには、国内での生産が必須である。しかしながら既存の方法を用いて薬剤用に原子炉を新設するのは非現実的であり、核不拡散の観点からも問題がある。そこで、私たちは加速器を用いた中性子源によるRI製造法の開発を進めている。この製造法の一つに、小型の加速器で加速した重陽子をトリチウムターゲットに当てることで発生する14MeV中性子を利用する方法がある。このエネルギーの中性子による、100Mo(n,2n)99Mo反応の断面積は非常に大きいため、99mTcの親核である99Moを効率的に製造することができる。
今回の報告では、本手法に関してこれまでに原子力機構核融合中性子源FNS(Fusion Neutronics Source)で行った予備実験の結果、および本手法の特徴について報告を行う。
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19. (JAEA) 金 政浩、 大島 真澄、 原 かおる、 木村 敦、藤 暢輔、 小泉 光生、 原田 秀郎, 自動核準位構築法の35Cl(n,γ)反応を用いた有効性の研究, 日本原子力学会2011年秋の大会, 2011.09, 中性子捕獲反応からの多重即発γ線測定のデータを用いた、PCによる自動原子核準位構築法の開発を行っている。本手法の有効性を検討するために、断面積が大きく、過去によく調査のなされている35Cl(n,γ)反応からの多重即発γ線に着目した。JRR-3でのSTELLAを用いた多重即発線測定の結果に本手法を適用した結果について報告した。.
20. (JAEA) 金政浩, 初川雄一, 永井泰樹, 原田秀郎, 瀬川麻里子, 落合謙太郎, 高倉耕祐, 今野力, 加速器高速中性子源を利用した新しい99mTc 製造サイクルの開発 I, 日本原子力学会2010年秋の大会, 2010.09, 我々は、現在行っている加速器高速中性子源を用いた医療用RI製造法の開発の一環として99mTc国内生産技術の要素開発を行っている。本発表では、天然Mo試料を用いた予備実験の結果と、今後開発する製造サイクルについて製造量の見積もりと混入する不純物の可能性について報告した。.
21. T. KIN, K. Furutaka, S. Goko, H. Harada, J. Hori, M. Igashira, T. Kamiyama, T. Katabuchi, A. Kimura, K. Kino, F. Kitatani, Y. Kiyanagi, M. Koizumi, M. Mizumoto, S. Nakamura, M. Ohta, M. Oshima, and Y. Toh, THE “4π GERMANIUM SPECTROMETER” FOR MEASUREMENTS OF NEUTRON CAPTURE CROSS SECTIONS BY THE TIME-OF-FLIGHT METHOD
AT THE J-PARC/MLF/NNRI, International Conference on Nuclear Data for Science and Technology 2010, 2010.04, A "4π germanium spectrometer" was developed for measurements of neutron capture cross sections of minor actinides and long-lived-fssion products. It was installed on the Beam Line No. 04 of the Materials and Life Science Experimental Facility of the Japan Proton Accelerator Research Complex. The time-of-flight method is used to measure the cross sections. To obtain characteristics of the spectrometer, a measurement was done of prompt gamma rays emitted following neutron capture reactions of gold whose cross section was well studied. In the present paper, we show the procedure of analysis of the data obtained with the spectrometer and discuss the characteristics to measure neutron capture cross section..
22. T. Kin, K. Furutaka, S. Goko, H. Harada, M. Igashira, T. Kamiyama, T. Katabuchi, A. Kimura, K. Kino, F. Kitatani, Y. Kiyanagi, M. Koizumi, M. Mizumoto, S. Nakamura, M. Ohta, M. Oshima, and Y. Toh, Development of a 4π Germanium Spectrometer for Nuclear Data Measurements at J-PARC, IEEE Nuclear Science Symposium/Medical Imaging Conference, 2009.10, A 4π germanium spectrometer was developed for measurements of neutron capture cross sections of minor actinides and long-lived-fission products. It was installed on the Beam Line No. 04 of the MLF in the J-PARC. We measured its full-energy peak efficiency and gamma-energy resolution at 1.3-MeV with a Co-60 standard source (10kBq). As an example of a result of TOF measurements with the spectrometer, preliminary TOF and energy spectra of Pd-108 are shown in this paper..
23. Tadahiro Kin, Masumi Oshima, Kazuyoshi Furutaka, Mitsuo Koizumi, Yosuke Toh, Atsushi Kimura, Identification of Nuclear Levels of S-34 for Determination of the Neutron Capture Cross Section, The Thirteenth International Symposium on Capture Gamma-Ray Spectroscopy and Related Topics, 2008.08, We are developing a new method to identify nuclear levels based on neutron capture reactions, named “TELLA-2. Measured data of prompt gamma rays from 33S(n,γ)34S was used to improve the method. We will show how we obtain candidates of nuclear levels..
24. Tadahiro Kin, Masumi Oshima, Kazuyoshi Furutaka, Mitsuo Koizumi, Yosuke Toh, Atsushi Kimura, Development of a Spectrometer for Multiple Prompt Gamma-Ray Measurement to Identify Nuclear Levels, 2nd International Conference on Frontiers in Nuclear Structure, Astrophysics and Reactions, 2007.09, We developed a spectrometer for multiple prompt gamma-ray measurements to identify nuclear levels to determine neutron capture cross sections. From a test of finding candidates of 15N levels with a developing method, we found performance of the spectrometer is sufficient..
25. Tadahiro KIN, Masumi OSHIMA, Kazuyoshi FURUTAKA, Atsushi KIMURA, Mitsuo KOIZUMI, and Yosuke TOH, Innovative Method for Nuclear Level Construction Using Measured Multiple Prompt Gamma-rays, INTERNATIONAL NUCLEAR PHYSICS CONFERENCE 2007, 2007.06, MA and LLFP neutron capture cross sections are important for nuclear transmutation. Measurements of prompt gamma are useful method for improvement of accuracy of the data. For the method, ground-state transition gammas have to be known. We developed an innovative method for identification of nuclear levels using measured multiple prompt gamma-ray. For demonstration of the method, we calculated a existing-probability of 15N nuclear levels with measurement of 14N(n,γ)15N reaction with 4π Ge spectrometer at JRR-3. With this demonstration, we verified that the method is useful..
26. Tadahiro Kin, Fuminobu Saiho, Sin-ya Hohara, Katsuhiko Ikeda, Kiyohisa Ichikawa, Yusuke Yamashita, Minoru Imamura, Genichiro Wakabayashi, Nobuo Ikeda, Yusuke Uozumi, Masaru Matoba, Norihiko Koori, Proton Production Cross Sections for Reactions Induced by 300 and 392 MeV Protons, 2004.10.
特許出願・取得
特許出願件数  5件
特許登録件数  7件
学会活動
所属学会名
応用物理学会
日本原子力学会
日本核医学会
学協会役員等への就任
2017.04~2019.03, 日本原子力学会九州支部, 幹事.
2017.04~2019.03, 応用物理学会, 幹事.
2013.04~2015.03, 応用物理学会, 幹事.
学会大会・会議・シンポジウム等における役割
2016.09.07~2016.09.09, 日本原子力学会 2016年秋の大会, 座長(Chairmanship).
2016.12.03~2016.12.03, 日本原子力学会九州支部第35回研究発表講演会, 座長(Chairmanship).
2016.03.26~2016.03.28, 日本原子力学会 2016年春の年会, 座長(Chairmanship).
2015.03.20~2015.03.22, 日本原子力学会 2015年春の年会, 座長(Chairmanship).
2014.03.17~2014.03.20, 2014年第61回応用物理学会春季学術講演会, 座長(Chairmanship).
2013.09.03~2013.09.05, 原子力学会2013年秋の大会, 座長(Chairmanship).
2007.09.27~2007.09.29, 2007年原子力学会秋の大会, 座長(Chairmanship).
2010.09.15~2010.09.17, 2010年原子力学会秋の大会, 座長(Chairmanship).
学会誌・雑誌・著書の編集への参加状況
2017.07~2019.06, Journal of Nuclear Science and Technology, 国際, 編集委員.
学術論文等の審査
年度 外国語雑誌査読論文数 日本語雑誌査読論文数 国際会議録査読論文数 国内会議録査読論文数 合計
2017年度    
2016年度    
2015年度      
2014年度      
2013年度      
受賞
第42回環境賞・優秀賞, 日立財団・日刊工業新聞, 2015.06.
第42回環境賞・環境大臣賞, 日立財団・日刊工業新聞, 2015.06.
日本原子力学会技術開発賞, 日本原子力学会, 2011.03.
日本原子力研究開発機構理事長賞, 日本原子力研究開発機構, 2011.10.
JPSJ Papers of Editors' Choice, Journal of the Physical Society of Japan, 2013.05.
ポスター賞, 日本原子力学会核データ部会, 2012.11.
口頭発表奨励賞, 日本原子力学会九州支部, 2012.12.
研究資金
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)
2016年度~2018年度, 基盤研究(B), 分担, 本研究では、最先端ミューオン施設を用いた正・負ミューオンによるソフトエラー試験用照射技術を開発する。
また、物質内ミューオン輸送や付与電荷のデバイス内輸送計算からなる統合シミュレーションコードを実用化し、
照射データの解析に適用する。.
2011年度~2014年度, 特別推進研究, 分担, 加速器中性子利用99Mo等医学用RI生成開発研究.
2014年度~2015年度, 挑戦的萌芽研究, 代表, 3Dプリンタを用いたシンチレーション式放射線検出器製造の検討.
2010年度~2012年度, 若手研究(B), 代表, DT反応中性子を使ったTc-99m製剤製造のためのMo-100原料サイクルの開発.
競争的資金(受託研究を含む)の採択状況
2012年度~2014年度, 日本学術振興機構 研究成果展開事業 先端計測分析技術・機器開発プログラム 「放射線計測領域」実用化タイプ, 分担, 低価格・高速・高精度放射能測定装置の実用化開発.
共同研究、受託研究(競争的資金を除く)の受入状況
2018.04~2019.03, 代表, ミューオンによる構造可視化.
2017.04~2018.03, 代表, ミューオンによる構造可視化.
2016.10~2017.03, 代表, ミューオンによる構造可視化.
2016.04~2017.03, 代表, サイクロトロンを用いた加速器中性子源の研究開発.
学内資金・基金等への採択状況
2017年度~2017年度, QRプロジェクト わかばチャレンジ, 代表, 加速器中性子を用いた学際研究に応用可能な放射性同位元素製造法の検討.
2017年度~2017年度, 九州大学研究活動基礎支援制度 国際学会派遣支援, 代表, Artificial Neural Network for Unfolding Accelerator-based Neutron Spectrum by Means of Multiple Foil Activation Method.
2015年度~2015年度, 九州大学基金 教職員の海外派遣等支援, 代表, Development of a Remote and Multipoint Air-dose Rate Monitoring System Using Webcams.

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