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納冨 昭弘(のうとみ あきひろ) データ更新日:2022.05.28

准教授 /  医学研究院 保健学部門 医用量子線科学


主な研究テーマ
硼素中性子捕捉療法(BNCT)の物理工学的研究
キーワード:硼素中性子捕捉療法、品質保証、エネルギー測定、線量測定 、ホウ素添加液体シンチレータによるホウ素線量分布測定
2016.04~2025.03.
・医療応用の為の放射線計測技術ならびに線量評価技術の基礎的研究
・新しい中性子線量評価技術の開発
・医療用高感度中性子検出技術の開発研究
キーワード:中性子、エネルギー測定、検出効率、反跳陽子位置分布、イメージングプレート、ヨウ素含有シンチレータ、自己放射化
2011.04~2019.03.
研究業績
主要著書
1. 齋藤秀敏、椎山謙一、岩元新一郎、古徳純一、納冨昭弘、鬼塚昌彦、橘昌幸、眞正浄光、千田浩一, 診療放射線基礎テキストシリーズ 放射線計測学, 共立出版, 2020.03.
2. 納冨 昭弘, 放射線計測学 (医学物理学教科書シリーズ), 国際文献社, 2015.03, 著者27名による共著の編集。一部、執筆担当。.
3. 納冨 昭弘, 「原子力・量子・核融合事典」 5.1.3 線量測定 ・線量測定と線量変換法, 丸善出版, 2014.12, 一部、執筆担当。.
主要原著論文
1. Akihiro Nohtomi, Hideya Maeda, Naoya Sakamoto, Genichiro Wakabayashi, Takushi Takata, Yoshinori Sakurai, First optical observation of 10B-neutron capture reactions using a boron-added liquid scintillator for quality assurance in boron neutron capture therapy, Radiological Physics and Technology, 2021.11, 10B-neutron capture was observed optically using a boron-added liquid scintillator.  Trimethyl borate was dissolved in a commercially available liquid scintillator at natural boron concentrations of approximately 1 wt% and 0.25 wt%. The boron-added liquid scintillator was placed in a phantom quartz bottle and irradiated by thermal neutrons (~105 n/[cm2 s]) for 150, 300, and 600 s. The luminescence of the liquid scintillator was clearly observed using a cooled charge-coupled device (CCD) camera during irradiation. The luminance value recorded by the CCD camera was proportional to the duration of irradiation by thermal neutrons. The luminescence distribution showed reasonable agreement with that of energy deposition by Li and alpha particles from 10B-neutron capture reactions calculated via Monte Carlo simulations. When trimethyl borate was not dissolved in the liquid scintillator (0 wt% natural boron), no visible luminescence was observed even after 600 s of irradiation. These findings demonstrate that the observed luminance originates from the Li and alpha particles generated by 10B-neutron capture reactions. Consequently, the luminescence distribution is directly related to the boron dose of the liquid scintillator. To the best of our knowledge, direct experimental optical observations of boron dose distribution have not yet been reported. This novel technique will be useful for quality assurance in boron neutron capture therapy (BNCT) because instantaneous neutron irradiation may be sufficient for the observing the intense neutron beam used in clinical BNCT (~109 n/[cm2 s]), and quick evaluation of the boron dose distribution is expected to be feasible..
2. Akihiro Nohtomi, Yui Kanzaki, Naoya Sakamoto, Hideya Maeda, Observation of water luminescence for diagnostic 120-kV X-rays by using PMT and CCD camera, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 988 , 164935, 2021.01, Luminescence emitted from water was recently observed by Yamamoto et al. for X-rays with lower energy than the Cerenkov-light threshold. This phenomenon contradicts the conventional consensus that such low-energy photons cannot generate luminescence. Because properties and mechanism of this phenomenon have not been revealed yet, we carried out a series of observations of water luminescence during irradiation of diagnostic 120-kV X-rays by using a photomultiplier tube (PMT) and a charge-coupled device (CCD) camera. As a result of PMT measurement, the light yields owing to luminescence per unit dose deposition to water decreased almost linearly with the increase in the pulse duration time; approximately 25 % reduction of light yield was observed as the duration time increased from 0.025 s to 0.5 s. Therefore, the luminance intensity was not simply proportional to the dose deposition to water. In addition to water, sulfuric acid was used for luminescence imaging by a CCD camera for comparison. The profile curve of luminance along the beam center axis for sulfuric acid showed a somewhat different tendency in comparison to that for water; a notable bump appeared in the entry region of the X-rays. Based on these observations, the possibility of the contribution of sonoluminescence to the water luminescence can be discussed..
3. Yumika Hanada, Akihiro Nohtomi, Junichi Fukunaga, Yoshiyuki Shioyama, DEVELOPMENT OF A NEUTRON DOSIMETRY SYSTEM BASED ON DOUBLE SELF-ACTIVATED CsI DETECTORS FOR MEDICAL LINAC ENVIRONMENTS, Radiation Protection Dosimetry, doi:10.1093/rpd/ncaa218, 1-9, 2020.11, In the present study, by using double self-activated CsI detectors, the development of a neutron dosemeter system whose response indicates better agreement with the International Commission on Radiological Protection-74 rem-response was carried out to simply evaluate the neutron dose with high accuracy. The present double neutron dosemeter system, using a slow-neutron dosemeter (thermal to 10 keV) and a fast-neutron dosemeter (above 10 keV), consists of CsI scintillators wrapped with two types of neutron energy filtering materials: polyethylene and B4C silicon rubber. After optimization of each filter thickness, to confirm the validity of our method, the neutron ambient dose equivalents under several operating conditions of medical linear accelerators (Linacs) were evaluated using a Monte Carlo simulation and an experiment with the present dosemeter. From these results, the present dosimetry system has enabled a more accurate neutron dose evaluation than our conventional dosemeter, and the present dosemeter was suitable for the neutron dosimetry for 10 MV Linac environments..
4. Taishi Ueki, Akihiro Nohtomi, Genichiro Wakabayashi, Junichi Fukunaga, Toyoyuki Kato, S. Ohga, A design study of application of the CsI self-activation method to the neutron rem-counter technique, Radiation Measurements, 10.1016/j.radmeas.2019.106181, 128, 2019.09, [URL], A design study of application of the CsI self-activation method to the “neutron rem-counter technique” was investigated. A CsI crystal served as both the main target material and 4π counter of neutron activation method in our proposed CsI self-activation method. A commercially available CsI gamma-ray dosimeter was selected as the neutron detector and surrounded with several neutron filters made of polyethylene and silicon rubber containing B4C. The geometric structure of these neutron filters was optimized by a Monte Carlo calculation to make the neutron response similar to the ICRP-74 rem-response. Optimization of this method, the residual sum of squares (RSS) of the calculated neutron response and the ICRP-74 rem-response were minimized by changing the thickness of each filter sequentially. In addition, experimental verification using a Pu–Be source and photoneutrons from a 10 MV-X medical linac has been conducted. From these results, it is concluded that it may be practical for evaluating neutron ambient dose-equivalent simply around medical linacs..
5. Akihiro NOHTOMI , Masaaki TOKUNAGA, Genichiro WAKABAYASHI, Kiyomitsu SHINSHO, Neutron Distribution Measurement by the Self-activation of a CsI Plate with CCD Camera using a Decaying Self-activation Imaging Technique, JPS Conf. Proc. 24, 1, 011041, 2019.01, Neutron intensity distribution on a CsI scintillator plate has been observed by a CCD camera and analyzed by using a “decaying self-activation imaging technique”. The decaying self-activation imaging, which has been proposed recently by our group, is based on the analysis of time variation of specific radio-activities generated and remained inside the CsI plate after the termination of neutron irradiation. The luminance distributions of a CsI plate are recorded every one minute as a series of images by a cooling type CCD camera with a telescope lens in a black box. Then the time variations of luminance (mean pixel values) of the images are fitted on a “pixel-by-pixel basis” with a multi-exponential function. By this, two components of 128I (half life : 25 min) and 134mCs (half life : 174 min) are extracted as the fitting curves. The initial luminance values of individual component of radioactivity, which correspond to the values at the termination of neutron irradiation, are plotted as separate images. A conversion factor between the generated activity in a CsI plate and the observed luminance value is evaluated as “light yield”..
6. Ryosuke Kurihara, Akihiro Nohtomi, Genichiro Wakabayashi, Yoshinori Sakurai, Hiroki Tanaka, Preliminary design study of a simple neutron energy spectrometer using a CsI self-activation method for daily QA of accelerator-based BNCT, journal of nuclear science and technology, 10.1080/00223131.2018.1523757, 56, 1, 70-77, 2019.01, [URL], For recent boron neutron capture therapy (BNCT), accelerator-based neutron sources have been actively developed in place of reactor-based neutron sources. In this study, a novel neutron energy spectrometer for the daily quality assurance (QA) of BNCT was designed on the basis of a CsI self-activation method for accelerator-based neutron sources. The spectrometer design was optimized in terms of its energy resolution. To verify its applicability to high-intensity BNCT neutron fields, some practical simulations were performed. It was shown that the designed spectrometer was able to evaluate a neutron energy spectrum in approximately 900 s after an instantaneous neutron irradiation. In addition, its energy resolution was sufficient for detecting an unexpected distortion in the spectrum. The results confirm that the designed spectrometer can be employed for the daily QA of BNCT to check that the expected spectrum remains unchanged..
7. Ryo Kakino, Akihiro Nohtomi, Genichiro Wakabayashi, Improvement of neutron spectrum unfolding based on three-group approximation using CsI self-activation method for evaluation of neutron dose around medical linacs, Radiation Measurements, 10.1016/j.radmeas.2018.06.021, 116, 40-45, 2018.09, [URL], We previously evaluated ambient neutron dose equivalent by using the self-activation of a CsI scintillator around a high-energy medical linear accelerator (linac) 128I saturated activities were successfully converted to neutron spectrum and ambient neutron dose equivalent by neutron spectrum unfolding with the “three-group approximation.” The principle of the three-group approximation is based on the assumption of fixed shapes of neutron energy spectra for each of the three energy regions to evaluate the neutron spectrum effectively. However, such a neutron dose evaluation with the unfolding method might be affected by the difference between the actual fast neutron energy spectrum and the assumed spectrum. In the present work, we modified the unfolding method by taking into account the differences in the shapes of fast neutron energy spectra for various medical linacs. We verified the unfolding method using Monte Carlo simulation with several neutron spectra obtained from published research articles. The modified three-group approximation evaluates the neutron doses more accurately than the conventional unfolding method..
8. Soichiro Honda, Akihiro Nohtomi, Keita Machidori, Genichiro Wakabayashi, Shape distortion of 128I ß- spectrum observed by a self-activated CsI(Tl) scintillator for high-sensitivity neutron measurements, Nuclear Instruments and Method in Physics Research A, 2017.04, The factors causing the distortion of the 128I ß- spectrum detected by a self-activated CsI(Tl) scintillator were studied to verify the correctness of the spectral shape and the appropriateness of the discrimination setting for ß-particle counting by the scintillator. These criteria are essential for the correct evaluation of radioactivity generated in a scintillator volume by the self-activation method, which was recently proposed by our group.
A pulse height defect caused by the partial escape of ß! particles from the surface of the scintillator crystal shifts the ß! spectrum toward the lower-energy region when smaller CsI(Tl) scintillators are used (the ß-escape effect). For larger CsI(Tl) scintillators, an increase in pulse height caused by the summing of 0.443 MeV prompt γ-rays from the excited state of the 128I daughter nuclide (128Xe) affects the shape of the ß! spectrum considerably, resulting in a shift toward the higher-energy region (the γ-summing effect). The extent of the contributions of these two effects was examined by a Monte Carlo simulation of various cubical CsI(Tl) crystals of different sizes. It was found that the distortions caused by those two effects effectively cancel each other out for a medium-size cubical CsI(Tl) crystal with a side length of approximately 3 cm. This finding is very useful for the practical applications of the self-activation method.
In addition to the factors mentioned above, the efficiency of scintillation light collection by the photodetectors also affects the shape distortion of the ß! spectrum slightly through spectral line broadening due to the degradation of the energy resolution. This effect was estimated using a simple model with different discrimination settings for ß pulse counting.
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9. 松尾亮子, 納冨昭弘, 栗原凌佑, 若林源一郎, 反跳陽子比例計数管によるオンラインn/γ分離測定へのベイズの定理の応用, 応用物理学会・放射線分科会
, 40, 1, 35-40, 2017.03.
10. Akihiro Nohtomi, Genichiro Wakabayashi, Hiroyuki Kinoshita, Soichiro Honda, Ryosuke Kurihara, Junichi Fukunaga, Yoshiyuki Umezu, Yasuhiko Nakamura, Saiji Ohga, Katsumasa Nakamura, High Sensitive Neutron-detection by using a Self-activation of Iodine-containing Scintillators for the Photo-neutron Monitoring around X-ray Radiotherapy Machines, JPS Conf. Proc. 11, 050002 (2016), 2016.11, A novel method for evaluating the neutron dose-equivalent as well as neutron fluence around high-energy X-ray radiotherapy machines has been proposed and examined by using the self-activation of a CsI scintillator. Several filtering conditions were used to extract energy information of the neutron field. The shapes of neutron energy spectra were assumed to be practically unchanged at each three energy regions (thermal, epi-thermal and fast regions) for different irradiations around an X-ray linac whose acceleration potential was fixed to be a certain value. In order to know the actual neutron energy spectrum, an unfolding process was carried out for saturated activities of 128I generated inside the CsI scintillator under different filtering conditions; the response function matrix for each filtering condition was calculated by a Monte Carlo simulation. As the result, neutron dose-equivalent was estimated to be 0.14 [mSv/Gy] at 30 cm from the isocenter of linac. It has been revealed that fast neutron component dominated the total dose-equivalent..
11. Akihiro Nohtomi, Ryousuke Kurihara, Hiroyuki Kinoshita, Soichiro Honda, Masaaki Tokunaga, Heita Uno, Kiyomitsu Shinsho, Genichiro Wakabayashi, Yusuke Koba, Junichi Fukunaga, Yoshiyuki Umezu, Yasuhiko Nakamura, Saiji Ohga, An application of CCD read-out technique to neutron distribution measurement using the self-activation method with a CsI scintillator plate, Nuclear Instruments and Method in Physics Research A, A832, 21-23, 2016.06, In our previous paper, the self-activation of an NaI scintillator had been successfully utilized for detecting photo-neutrons around a high-energy X-ray radiotherapy machine; individual optical pulses from the self-activated scintillator are read-out by photo sensors such as a photomultiplier tube (PMT). In the present work, preliminary observations have been performed in order to apply a direct CCD read-out technique to the self-activation method with a CsI scintillator plate using a Pu-Be source and a 10-MV linac. In conclusion, it has been revealed that the CCD read-out technique is applicable to neutron measurement around a high-energy X-ray radiotherapy machine with the self-activation of a CsI plate. Such application may provide a possibility of novel method for simple neutron dose-distribution mea- surement..
12. Akihiro Nohtomi, Yoko Ariyoshi, Momoko Yamauchi, Hiroyuki Kinoshita, Soichiro Honda, Genichiro Wakabayashi, Junichi Fukunaga, H. Akamine, Yoshiyuki Umezu, Yasuhiko Nakamura, Study on high-sensitive neutron-detection by the self-activation method with a CsI(Tl) scintillator, Radiation Detectors and Their Uses, Proceedings of the 29th Workshop on Radiation Detectors and Their Uses (KEK Proceedings 2015-8), 50-53, 2015.12.
13. Akihiro Nohtomi, Genichiro Wakabayashi, Accuracy of neutron self-activation method with iodine-containing scintillators for quantifying 128I generation using decay-fitting technique, Nuclear Instruments and Method in Physics Research A, A800, 2015.08, Decay curves of 128I activity were numerically simulated by a computer program for various conditions including different initial count rates (R0) and background rates (RB), as well as counting statistical fluctuations. .
14. 薮田和利, 門前 一, 田村昌也, 鶴田隆夫, 伊藤哲夫, 納冨 昭弘, 西村恭昌, 高エネルギーX線治療におけるCR-39を用いた中性子測定システム, 医学物理学会誌, 34, 3, 139-147, 2015.01, 固体飛跡検出器であるCR-39を用いて、高エネルギーX線発生装置から発生する光中性子強度を測定する方法を確立し、その応答をもとにして中性子個人線量当量を評価するシステムを構築してその実用性について検討した。医療用直線加速器で発生する中性子エネルギーを特定して、寄与率を補正することにより、中性子個人線量当量の測定が可能であることが示された。.
15. Genichiro Wakabayashi, Akihiro Nohtomi, Eriko Yahiro, Fujibuchi Toshioh, Junichi Fukunaga, Yoshiyuki Umezu, Yasuhiko Nakamura, Katsumasa Nakamura, Makoto Hosono, Tetsuo Itoh, Applicability of self-activation of an NaI scintillator for measurement of photo-neutrons around a high-energy X-ray radiotherapy machine, Radiological Physics and Technology, 8, 1, 125-134, 2015.01, NaIシンチレータに含まれるヨウ素に自己放射化に基づく高感度中性子検出方法を提案し、研究用原子炉ならびにがん治療用X線発生装置で原理検証実験を行った。その結果、〜10^2[n/cm2/s]程度までの熱中性子束を測定可能であることが判明した。この装置を用いて、高エネルギーX線治療装置から発生する光中性子の量を、オンラインにてサブリアルタイムで測定出来るシステムが実現できることが示唆された。.
16. 八尋絵莉子, 納冨昭弘, 若林源一郎, 藤淵俊王, 梅津芳幸, 福永淳一, 中西大樹, 長峰周治, 中村泰彦, NaIシンチレータを用いた高感度中性子検出法の研究, 放射線、Vol.40, No.1 (2014), 55-58, 2014.03.
17. Daiki Nakanishi, Akihiro Nohtomi, Ryoji Tanaka, Genichro Wakabayashi, A method of neutron-energy evaluation based on the position distribution of recoil protons, Progress in Nuclear Science and Technology, 4, 653-656, 2014.03, Cone-like acryl converters have been used for transforming the energy-distribution information of incident fast neutrons into the spatial-distribution information of recoil protons. The characteristics of neutron–proton conversion have been studied up to around 10 MeV by using an imaging plate (IP). A notable and interesting signal enhancement due to recoil protons generated in an acryl converter was observed on IP images for irradiation with a 252Cf source. Similar experiments were also performed in the radiation field of a research nuclear reactor and an accelerator-based neutron generator. A Monte Carlo calculation was carried out in order to understand the spatial distributions of the signal enhancement by recoil protons; these distributions promisingly involve the energy information of incident neutrons in principle. Consequently, it has been revealed that the neutron energy evaluation is surely possible by analyzing the spatial distributions of signal enhancement that is caused by recoil protons..
18. Akihiro Nohtomi, , A method of neutron energy evaluation by using an imaging plate and cone-like acryl converters with a geometrical modulation concept, Nuclear Instruments and Method in Physics Research A , A633, 36, 2011.03, Cone-like acryl converters have been used for transforming the energy-distribution information of incident fast neutrons into the spatial-distribution information of recoil protons. The characteristics of neutron–proton conversion have been studied up to around 10 MeV by using an imaging plate (IP). A notable and interesting signal enhancement due to recoil protons generated in an acryl converter was observed on IP images for irradiation with a 252Cf source. Similar experiments were also performed in the radiation field of a research nuclear reactor and an accelerator-based neutron generator. A Monte Carlo calculation was carried out in order to understand the spatial distributions of the signal enhancement by recoil protons; these distributions promisingly involve the energy information of incident neutrons in principle. Consequently, it has been revealed that the neutron energy evaluation is surely possible by analyzing the spatial distributions of signal enhancement that is caused by recoil protons..
主要学会発表等
1. Yuki Nagatomo, Akihiro Nohtomi, Tomoyuki Seo, Yoshikazu Tsunashima, Takeshi Himukai, Hiroshi Sato, Yoshiyuki Shioyama, Examination on dose-rate dependence of water luminescence for irradiation of therapeutic carbon-ion at lower energy than Cerenkov-light threshold, 第123回日本医学物理学会学術大会, 2022.04.
2. Hideya Maeda, Akihiro Nohtomi, Genichiro Wakabayashi, Yoshinori Sakurai, Takushi Takata, Optical imaging of dose distribution 10B(n,alpha)7Li reaction using boron-added liquid scintillator for boron neutron capture therapy, 第123回日本医学物理学会学術大会, 2022.04.
3. 納冨昭弘、前田英哉、坂本直哉、若林源一郎、髙田卓志、櫻井良憲, BNCTのQAの為のホウ素添加液体シンチレータを用いたホウ素捕獲反応分布の光学的観測, 第36回 研究会「放射線検出器とその応用」, 2022.01.
4. Nayuta Nagatomo, Genichiro Wakabayashi, Akihiro Nohtomi, Masakazu Horiuchi, Riku Matsumura, Measurement of Thermal Neutron Flux in Thermal Reactor by Using Activation of a CsI Scintillator, IEEE 2021 NSS/MIC/RTSD, 2021.10, A new technique to measure thermal neutron fluxes in a thermal reactor was developed. This technique uses a CsI(Tl) scintillator as a activation detector for neutron irradiation. Taking advantage of the fact that the neutron flux spectrum of a thermal reactor is approximated by the sum of a Maxwellian distribution and 1/E distribution, the thermal neutron flux at the irradiation site can be deduced from the activities of Cs-134m and I-128 produced in the scintillator without using the cadmium filter method. Large activities are produced in the scintillator by a short-time irradiation due to the short half-lives of Cs-134m and I-128, and they are measured with very high efficiency because the conversion electrons from Cs-134m and beta-rays from I-128 are fully stopped and counted in the scintillator. We applied this technique to the measurement of a thermal neutron flux in the irradiation hole of the research reactor UTR-KINKI with a power of 1W. This low power reactor has small excess reactivity and uses cadmium plates as the neutron absorber of its regulating rods. Therefore, the presence of the additional cadmium for the cadmium filter method can easily distort the neutron flux to be measured, and depending on the experimental condition, the reactor cannot be critical due to the negative reactivity of the additional cadmium. The activities of Cs-134m and I-128 in the scintillator were measured and used to deduce the thermal neutron flux from the relationship with the activation cross sections and resonance integrals. The result was agreed well with the known thermal neutron flux measured at the same position by another method. In conclusion, thermal neutron fluxes in a thermal reactor can be measured without cadmium filters by irradiating a single CsI(Tl) scintillator for a short time and applying the new technique..
5. 納冨昭弘、坂本直哉、前田英哉、若林源一郎, ホウ素の中性子捕獲反応に伴う水発光分布の可視化の実現可能性に関する基礎的検討, 第17回日本中性子捕捉療法学術大会, 2021.07.
6. Naoya Sakamoto, Akihiro Nohtomi, Yui Kanzaki, Hideya Maeda, Genichiro Wakabayashi, An evaluation of quenching effects and an analysis of a long half-life component for neutron measurement with iodine-added liquid scintillator, 第121回日本医学物理学会学術大会, 2021.04.
7. Hideya Maeda, Akihiro Nohtomi, Shunsuke Kurosawa, Shohei Kodama, Genichiro Wakabayashi, Miyu Shimazu, The activation properties of CaI2 crystal on neutron detection by the self-activation method with an iodine-containing scintillator, 第121回日本医学物理学会学術大会, 2021.04.
8. 納冨昭弘, 神崎祐依, 坂本直哉, 前田英哉 , 120kV診断X線による水発光の光電子増倍管とCCDカメラによる観測, 第35回 研究会 放射線検出器とその応用, 2021.01.
9. Yui Kanzaki, Akihiro Nohtomi, Junichi Fukunaga, Yoshiyuki Shioyama, An observation of luminescence imaging of water during irradiation by 10MV clinical linac using a CCD camera, IEEE 2020 NSS/MIC/RTSD, 2020.11.
10. 前田英哉, 納冨昭弘, 黒澤俊介, 金政浩, 小玉翔平, 若林源一郎, 島津美宇, CaI2結晶のヨウ素自己放射化法による中性子測定への適用, 次世代放射線シンポジウム2020(-第32回- 放射線夏の学校), 2020.08.
11. 坂本直哉, 納冨昭弘, 花田侑美佳, 金政浩, 新城優治, 櫻井良則, ヨウ素添加プラスチックシンチレータのBNCT中性子場への適用に関する検討, 次世代放射線シンポジウム2020(-第32回- 放射線夏の学校), 2020.08.
12. Yui Kanzaki, Akihiro Nohtomi, Yoshinori Sakurai, Observation of neutron distribution at E3 port of KUR by the self-activation of a CsI plate with a CCD camera, 第119回日本医学物理学会学術大会, 2020.05.
13. Naoya Sakamoto, Akihiro Nohtomi, Yumika Hanada, Eimi Nagano, Genichiro Wakabayashi, Miyu Shimazu, Study of neutron detection based on the self-activation of iodobenzene added to liquid scintillator with different mass concentrations, 第119回日本医学物理学会学術大会, 2020.05.
14. 納冨昭弘、花田侑美佳、坂本直哉、長野永実、金政浩、新城優治、若林源一郎、島津美宙、櫻井良憲, ヨウ素添加有機シンチレータを用いた自己放射化法による中性子検出技術のBNCTへの応用に関する検討, 第34回 研究会「放射線検出器とその応用」, 2020.01.
15. Y. Hanada, A. Nohtomi, T. Ueki, R. Kurihara, A fundamental study of a development of neutron dosimeter using double self-activated CsI scintillator for neutron doses around clinical Linac, IEEE 2019 NSS/MIC/RTSD, 2019.10.
16. Y.Hanada, A.Nohtomi, T.Ueki, R.Kurihara, Fundamental study of the neutron ambient dose-equivalents measurements using two CsI self-activation sensors, 第117回医学物理学会学術大会, 2019.04.
17. M. Shimazu, M. Nakata, G. Wakabayashi, A. Nohtomi, Y. Koba and K. Shinsho, The measurement of thermal neutron flux for the irradiation filed with a Pu-Be neutron source by the activation of a CsI scintillator, 14th International Workshop on Ionizing Radiation Monitoring, 2018.12.
18. M. Shimazu, G. Wakabayashi, A. Nohtomi, Y. Koba, K Shinsho, Thermal Neutron Flux Measurement by Counting Conversion Electrons from 、134mCs Generated in a CsI Scintillator, IEEE 2018 NSS/MIC/RTSD, 2018.11.
19. T. Ueki, A. Nohtomi, G. Wakabayashi, A Design Study of an Application of the CsI Self-activation Method to the Neutron Rem-counter Technique, IEEE 2018 NSS/MIC/RTSD, 2018.11.
20. 納冨昭弘、坂本直哉、永易将充、若林源一郎、島津美宙、新城優治、金政浩、青木勝海、福永淳一、大賀才路, ヨウ素を添加した有機シンチレータを用いた自己放射化法による中性子検出技術に関する検討, 第15回日本中性子捕捉療法学会, 2018.09.
21. 花田侑美佳、納冨昭弘、栗原凌佑、坂本直哉、神崎祐依、永易将充、津上唯佳、植木大志、島津美宙、若林源一郎、新城優治、金政浩、青木勝海 , ヨウ素を添加した有機シンチレータの中性子応答特性に関する検討, 応用物理学会 2018次世代放射線シンポジウム, 2018.08.
22. Akihiro Nohtomi, Masaaki Tokunaga, Genichiro Wakabayashi, Kiyomitsu Shinsho, Neutron distribution measurement by the self-activation of a CsI plate with CCD camera using a decaying self-activation imaging technique, ISRD 2018: International Symposium on Radiation Detectors and Their Uses, 2018.01.
23. Akihiro Nohtomi, A method of high-sensitive neutron detection by using a self-activated scintillator, International Workshop on Individual Radiation Monitoring 13, 2017.12.
24. R. Kurihara, A. Nohtomi, G.Wakabayashi, Y. Sakurai, H. Tanaka, A design study of a handy neutron energy spectrometer for BNCT daily QA procedure, IEEE 2017 NSS/MIC/RTSD, 2017.10.
25. M. Tokunaga, A. Nohtomi, J. Fukunaga, Y. Nakamura,Y. Umezu, S. Ohga, G.Wakabayashi, Y. Koba, K. Shinsho, An image analysis for neutron distribution measurement by CsI plates with CCD camera using a decaying self-activation imaging technique, IEEE 2017 NSS/MIC/RTSD, 2017.10.
26. R. Kakino, A. Nohtomi, G.Wakabayashi, J. Fukunaga, Y. Umezu, Y. Nakamura, S. Ohga, Simplification of Neutron-Monitoring System by Using Cs-134m Conversion Electrons in a Self-Activated CsI Scintillator, IEEE 2017 NSS/MIC/RTSD, 2017.10.
27. 納冨昭弘、本田宗一郎、待鳥啓太、若林源一郎, 自己放射化したCsIで観測されるI-128のβ線スペクトル形状歪みの因子について, 研究会「放射線検出器とその応用」(第31回), 2017.01, 自己放射化したCsIで観測されるI-128のβ線スペクトル形状歪みに関して、 1.γ線加算効果、2.表面からのβ線放出効果、3.エネルギー分解能効果 の三つの因子について検討を行い、実験結果の説明を行った。.
28. 植木大志, 市販γ線測定用CsI検出器の中性子応答特性調査, 第11回九州放射線医療技術学術大会, 2016.11.
29. 待鳥啓太, CsIシンチレータの自己放射化による中性子測定に周辺物質の放射化が及ぼす影響の評価, 第11回九州放射線医療技術学術大会, 2016.11.
30. 湊麻美, CsI板とCCDカメラを用いた簡易中性子分布測定手法の開発, 第11回九州放射線医療技術学術大会, 2016.11.
31. 村上由花子, CsIシンチレータによる中性子線量測定の為の128Iと134mCsの生成特性の評価, 第11回九州放射線医療技術学術大会, 2016.11.
32. Ryo Kakino, Akihiro Nohtomi, Genichiro Wakabayashi, Junichi Fukunaga, Yoshiyuki Umezu, Yasuhiko Nakamura, Saiji Ohga, A comparison of neutron generating properties between Varian Clinac 21EX and Varian TrueBeam by using a self-activation of CsI scintillator, The 12th International Workshop on Ionizing Radiation Monitoring, 2016.12.
33. Masaaki Tokunaga, Akihiro Nohtomi, Junichi Fukunaga, Yasuhiko Nakamura, Yoshiyuki Umezu, Saiji Ohga, Genichiro Wakabayashi, Yusuke Koba, Kiyomitsu Shinsyo, An image analysis for neutron distribution distribution measurement by CsI plates with CCD camera using a decaying self-activation imaging technique, The 12th International Workshop on Ionizing Radiation Monitoring, 2016.12.
34. 栗原凌佑, 納冨 昭弘, 松尾亮子, 徳永将瑛, 柿野諒, 若林源一郎, 櫻井良憲, 田中浩基本, 加速器BNCT場のQAのための中性子エネルギースペクトロメータの応答関数の評価, 応用物理学会・放射線夏の学校, 2016.08.
35. 柿野諒, 納冨 昭弘, 福永淳一, 梅津芳幸, 中村泰彦, 大賀才路, 若林源一郎, CsIシンチレータの自己放射化により生成する128I, 134mCsを用いた中性子線量評価の検討, 応用物理学会・放射線夏の学校, 2016.08.
36. 徳永将瑛, 納冨 昭弘, 福永淳一, 梅津芳幸, 中村泰彦, 大賀才路, 眞正浄光, 若林源一郎, 古場裕介, CsIの自己放射化を用いた中性子強度分布測定へのCCD読み出しの応用と解析, 応用物理学会・放射線夏の学校, 2016.08, 1. 緒言
平板状のCsIシンチレータに中性子を照射し、その自己放射化に伴う発光強度分布をCCDカメラで観測して時系列解析した。これをもとに入射中性子の強度分布情報を調べた。
2. 実験
Pu-Be中性子源(3.7×1010 Bq)とポリエチレンファントムで得られた中性子場で、50 mm × 50 mm × 2 mmのCsI板に75分間照射を行った。その後、冷却型CCDカメラ(Atik 383L+)で発光強度分布を1分間毎あるいは10分間毎に記録した。得られた画像の輝度値の経時変化をImageJで解析した.
37. 納冨 昭弘, 放射線基礎物理, 医学物理ミニマム講習会, 2017.06, 医学物理ミニマム講習会における放射線基礎物理の講義.
38. 納冨 昭弘, 中性子に関連する基礎物理, BNCT講習会, 2017.03, BNCT講習会における中性子関連の基礎物理の講義.
39. 納冨 昭弘, 本田宗一郎, 待鳥啓太, 若林源一郎, 自己放射化したCsIで観測されるI-128 βスペクトル形状歪みの因子について, 第31回 研究会「放射線検出器とその応用」, 2017.01.
40. 納冨 昭弘, 栗原凌佑, 松尾亮子, 徳永将瑛, 柿野諒, 若林源一郎, 櫻井良憲, 田中浩基, 加速器BNCT場のQAの為の中性子エネルギースペクトル評価装置の開発, 日本中性子捕捉療法学会, 2016.08.
41. 納冨 昭弘, 放射線基礎物理, 医学物理ミニマム講習会, 2016.06, 医学物理ミニマム講習会における放射線基礎物理の講義.
42. 栗原凌佑, 木下博之, 本田宗一郎, 納冨 昭弘, 若林源一郎, 福永淳一, 梅津芳幸, 中村泰彦, 大賀才路, 中村和正, CsIの自己放射化による中性子線量当量の評価, 応用物理学会, 2016.03, 【緒言】中性子照射により自己放射化したCsIシンチレータのI-128出力成分から、中性子線量当量を評価する方法を検討した。異なるフィルター条件に対する応答をもとにして中性子エネルギーに関する情報を得て、周辺線量当量の評価を試みた。
【実験】10MV X-ray Linacの光中性子場とPu-Be中性子源 (3.7×1010 Bq)の場で、2.5 cm3 のCsI検出器に中性子照射を行った。異なる大きさのポリエチレン減速材とCd箔をエネルギーフィルターとして用いた。照射終了後、1分間毎に波高分布を記録し、計.
43. Akihiro Nohtomi, Genichiro Wakabayashi, Hiroyuki Kinoshita, Soichiro Honda, Ryosuke Kurihara, Junichi Fukunaga, Yoshiyuki Umezu, Yasuhiko Nakamura, Saiji Ohga, Katsumasa Nakamura, High Sensitive Neutron-detection by using a Self-activation of Iodine-containing Scintillators for the Photo-neutron Monitoring around X-ray Radiotherapy Machines, ISRD2016, 2016.01.
44. Ryoko Matsuo, Akihiro Nohtomi, Ryosuke Kurihara, Genichiro Wakabayashi, Application of Bayesian inference to the on-line n/γ discrimination with a recoil proton proportional counter, The 11th International Workshop on Ionizing Radiation Monitoring, 2015.12.
45. 柿野諒, CsIシンチレータを用いたセシウムとヨウ素の自己放射化による中性子測定の検討, 第10回九州放射線医療技術学術大会, 2015.10.
46. 宇野平太, 中性子照射により自己放射化したCsIの発光強度のCCD読み出し(2) 〜治療用ライナックでの測定〜, 第10回九州放射線医療技術学術大会, 2015.10.
47. 徳永将瑛, 中性子照射により自己放射化したCsIの発光強度のCCD読み出し(1) 〜RI中性子源を用いた測定〜, 第10回九州放射線医療技術学術大会, 2015.10.
48. 納冨 昭弘, 若林源一郎, 古場裕介, 眞正浄光, 中性子照射により自己放射化したCsIから放出されるシンチレーション光のCCDによる読出し , 医学物理学会, 2015.09, 【背景・目的】著者等はシンチレータの自己放射化にもとづく高感度中性子方法を検討してきている。これまでは、ヨウ素含有シンチレータ中に生じるI-128からのβ線をホトダイオード等によりパルス計測していた。今回、自己放射化による発光をCCDにより画像として読み出すことを試みた。
【方法】板状のCsI(2x50x50mm3)に、ポリエチレン減速材中に配置したPu-Be線源(1Ci)からの中性子を75分間照射した(熱中性子束〜2×10^3[n/cm2/s])。その後、CsIを暗箱中に設置してCCDカメラで観測した。.
49. 納冨 昭弘, 若林源一郎, 古場裕介, 眞正浄光, 自己放射化したCsIからのシンチレーション光のCCD読み出し, 応用物理学会, 2015.09, 緒言】2015年春の本学会で、中性子照射により自己放射化したCsIシンチレータの出力をホトダイオードで読み出すことにより、中性子を高感度に検出する手法について報告を行った。平板状のCsIシンチレータに中性子を照射してその発光強度分布を読み出せば、入射中性子の強度分布情報が得られる可能性がある。今回は、CCDカメラで平板状のCsIシンチレータからの発光を観測した。
【実験】 Pu-Be中性子源(3.7×1010 Bq)とポリエチレンファントムで得られた中性子場で、50 mm × 50 mm × 2 mmのC.
50. 鷲尾知也, 若林源一郎, 納冨 昭弘, 眞正浄光, 古場裕介, 重粒子線治療場におけるCsIシンチレータの自己放射化法を用いた中性子測定, 応用物理学会・放射線夏の学校, 2015.08.
51. 松尾亮子, 納冨 昭弘, 栗原凌佑, 若林源一郎, ポリエチレン内張型反跳陽子比例計数管によるオンラインn/γ分離測定へのベイズ推定法の応用, 応用物理学会・放射線夏の学校, 2015.08, 1. 緒言
 近年、医療現場における中性子被ばくが問題となっている。標準場の単色中性子フルエンス測定等によく用いられている反跳陽子比例計数管の一種である、ポリエチレン内張型反跳陽子比例計数管はオンライン測定が可能であり、直接かつ簡便に高速中性子線のみを測定することができるためこの目的に適している。しかし、これはγ線にも感度を持つため、高速中性子線とγ線の分離が必要である。最小二乗法を使うと、両者を分離することができるが、総計数が少ないと、適切に分離することができず、サーベイメータのような逐次評価には適さな.
52. 栗原凌佑, 木下博之, 本田宗一郎, 納冨 昭弘, 若林源一郎, 古場裕介, 眞正浄光, 中性子により自己放射化したCsIのシンチレーション光のCCD読み出し, 応用物理学会・放射線夏の学校, 2015.08, 1. 緒言
平板状のCsIシンチレータに中性子を照射し、その自己放射化に伴う発光強度分布をCCDカメラで観測して時系列解析した。これをもとに入射中性子の強度分布情報を調べた。
2. 実験
Pu-Be中性子源(3.7×1010 Bq)とポリエチレンファントムで得られた中性子場で、50 mm × 50 mm × 2 mmのCsI板に75分間照射を行った。その後、冷却型CCDカメラ(Atik 383L+)で発光強度分布を1分間毎あるいは10分間毎に記録した。得られた画像の輝度値の経時変化をImageJで解析した.
53. 納冨 昭弘, 放射線基礎物理, 医学物理ミニマム講習会, 2015.06, 医学物理ミニマム講習会における放射線基礎物理の講義.
54. Akihiro Nohtomi, Hiroyuki Kinoshita, Soichiro Honda, Ryosuke Kurihara, Momoko Yamauchi, Yoko Ariyoshi, Junichi Fukunaga, H. Akamine, Yoshiyuki Umezu, Yasuhiko Nakamura, Katsumasa Nakamura, Genichiro Wakabayashi, On-line detection of neutrons by the self-activation of a CsI scintillator around an X-ray radiotherapy machine and an RI source., ICRR2015, 2015.05.
55. 納冨 昭弘, 放射線基礎物理, 医学物理ミニマム講習会, 2014.05, 医学物理ミニマム講習会における放射線基礎物理の講義.
56. 鷲尾知也, 若林源一郎, 納冨 昭弘, 眞正浄光, 古場祐介, 重粒子線照射場における CsI(Tl)シンチレータの放射化, 応用物理学会, 2015.03, 【序論】最近の放射線治療の高エネルギー化に伴い、核反応によって生じる中性子による二次被 ばくの影響が懸念されている。本研究グループでは、CsI(Tl)シンチレータに含まれるヨウ素の放 射化を利用した新しい中性子測定法を開発している。現在、この測定法を重粒子線照射場に適用 することを検討しているが、中性子によるヨウ素の放射化の他に、高エネルギーの光子・荷電粒 子との核反応により CsI(Tl)シンチレータ中に様々な放射性核種が生成されることが予想される。 そこで、実際に重粒子線照射場に CsI(Tl)シンチレータを設置して照射実験を行い、中性子測定に 用いる 128I の生成を確認するとともに、同時に生成する放射性核種を調査した。 【実験】放射線医学総合研究所の重粒子線がん治療装置 HIMAC を用いて実験を行った。実験体 系を Fig. 1 に示す。照射野 100 mmφの炭素ビーム(290 MeV/u, MONO)をタフウォーターファン トム(20 cm×20 cm×24.7 cm)に照射し、ファントムの後面に設置した CsI(Tl)シンチレータ(応 用光研, φ2.54 cm×2.54 cm)を放射化させた。照射終了後、CsI(Tl)シンチレータから放出される γ 線を LaBr3(Ce)検出器(Saint-Gobain BrilLanCe380)で測定した。
【結果・考察】LaBr3(Ce) 検出器で測定した CsI(Tl)シンチレータからの γ 線スペクトルを Fig. 2 に示す。照射終了直後には 127I の放射化により生成された 128I からの γ 線ピーク(0.442MeV)が 明瞭に観測された。また 128I の他にもいくつかの γ 線ピークが確認され、CsI(Tl)シンチレータ中 に他の放射性核種が生成されていることが確認できた。さらに HPGe 検出器で詳細な測定を行っ たところ、照射時に CsI(Tl)シンチレータに接続されていた光電子増倍管に起因する生成核種も観 測された。今後これらの生成核種が中性子測定に与える影響について評価する予定である。.
57. 納冨 昭弘, 有吉容子, 山内ももこ, 木下博之, 本田宗一郎, 若林源一郎, 福永淳一, 赤嶺寛地, 梅津芳幸, 中村泰彦, CsIシンチレータの自己放射化にもとづく高感度中性子検出, 応用物理学会, 2015.03, 【緒言】最近の高エネルギーX線放射線治療では、付随する中性子による被ばくに留意すべきであることが指摘されており、そのオンライン評価が望まれている。2013年の本学会で、NaIシンチレータを放射化法のターゲットと同時に放射線の検出器として用いることにより、高感度で中性子を測定する方法について報告した。今回は、やはりヨウ素を含有するCsIシンチレータに中性子を照射して応答を調査した。また、異なる大きさのポリエチレン減速材(13 cmΦ、20 cmΦ円筒)の効果を調べた。
【実験】 Pu-Be中性子源(1 Ci) および10 MV治療用リニアック(Varian)の場で照射を行い、その後、 CsI自身で測定される波高分布の変化を記録した。また、飽和計数率を求めI-128の生成量を評価した。
【結果・考察】Fig.1にPu-Be照射で得られたエネルギースペクトルの例を示す。NaIの場合と同様、照射直後から数時間の間に測定された波高分布では、I-128のβ線の寄与が圧倒的に大きかった。しかし、ホトダイオードを使用しているため、低エネルギー側にノイズの混入が見られた。また、ポリエチレン減速材の大きさを変えて測定したところ、Pu-Be[平均中性子エネルギー約4 MeV]の場と10 MVリニアックの場では、I-128の生成量 (0.5 MeV以上の領域での飽和計数率)の相対的な分布の形状が異なっていた(Fig.2)。これは、ふたつの場の中性子エネルギーの違いを反映しているものと考えられ、この場合、より薄いポリエチレンの透過で最大値を示すリニアック場の方が低いと推察される。
【結論】 CsIシンチレータの自己放射化により、NaI同様、中性子の検出が可能であることがわかった。また、ポリエチレン減速材の大きさを変えた場合のI-128生成量の変化は、照射した中性子のエネルギーを反映していた。この情報から、中性子の平均エネルギーの評価が可能と考えている。
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58. 納冨 昭弘, 有吉容子, 山内ももこ, 木下博之, 本田宗一郎, 若林源一郎, 福永淳一, 赤嶺寛地, 梅津芳幸, 中村泰彦, CsIの自己放射化に基づく高感度中性子検出法の研究, 第29回 研究会「放射線検出器とその応用」, 2015.02, CsIシンチレータに含まれるヨウ素の自己放射化にもとづいて、中性子をオンラインで測定する手法について検討し、NaIで得られた結果と比較を行った。また、異なる大きさのポリエチレン減速材(13 cmΦ、20 cmΦ)の効果を調べた。ポリエチレン減速材の大きさを変えた場合のI-128生成量の変化は、照射した中性子のエネルギーを反映していた。この情報から、中性子エネルギー情報の評価が可能と考えられる。.
59. 松尾亮子, 納冨昭弘, 栗原凌佑, 若林源一郎, ベイズ推定法を用いたポリエチレン内張り型反跳陽子比例計数管の出力パルス処理に関する研究

, 第9回九州放射線医療技術学術大会, 2014.11, 【背景・目的】中性子線とγ線の弁別は、中性子線の線量評価に必要な技術である。昨年度までの研究で、ポリエチレン内張り型反張陽子比例計数管に高速中性子とγ線を入射した際の立ち上り時間分布から、両者の弁別が可能であることが見出された。しかし両者は重なり合う部分があり、計数時間が十分でないと計数の統計が不足するため、オンラインの測定は難しい。本研究では、ベイズ推定法を用いてオンラインで両者を弁別する方法について検討する。【方法】中性子源252Cfとγ線源60Co、137Csの混合場での測定結果をもとにして、立ち上り時間分布のオンライン解析にベイズ推定法の応用を試みた。蓄積していく立ち上がり時間分布にベイズ推定法を適用してn/γ比を逐次、算出した。【結果】模擬データを用いた予備実験では、ベイズ推定法により弁別が可能であった。これを実データに適用した。【結論】ベイズ推定法はオンライン解析に有用である可能性がある。.
60. 有吉容子, 納冨昭弘, 木下博之, 栗原凌佑, 本田宗一郎, 若林源一郎, CsIシンチレータを用いたヨウ素の自己放射化法による中性子測定の検討(1)
  ~RI中性子源を用いた計測~

, 第9回九州放射線医療技術学術大会, 2014.11, [目的]CsIシンチレータを放射化法のターゲット及び放射線検出器として用いることによって、高感度で中性子を測定する方法について検討する。本報告ではRI中性子源を用いて得られた応答特性について述べる。[方法] Pu-Be線源(1Ci)から発生する高速中性子をCsIに照射し、主に検出器中に発生したI-128からのβ線波高分布の時間変化を、CsI自身で測定した。I-128の半減期が25分であることを利用して、計数率の減衰曲線からI-128の成分をfitting により抽出し、I-128の生成量を求めた。また、異なる大きさ(20cmφと13cmφ)のポリエチレン減速体やカドミウムシートでCsIを取り囲み、応答の変化を調べた。モンテカルロシミュレーションコードPHITSを用いて中性子の減速や遮蔽の状況を評価し、実験結果と比較した。[結果]20cmφのポリエチレン減速材を使った場合、10cmφのポリエチレン減速材を使った場合と比べて初期放射能が約1.9倍となった。また、PHITSでの計算では、20cmφが10cmφの場合の約1.7倍となった。.
61. 山内ももこ, 納冨昭弘, 栗原凌佑, 木下博之, 本田宗一郎, 中村泰彦, 梅津芳幸, 福永淳一, 赤嶺寛地, CsIシンチレータを用いたヨウ素の自己放射化法による中性子測定の検討(2)
~治療用ライナックでの測定~
, 第9回九州放射線医療技術学術大会, 2014.11, 【背景・目的】高エネルギーX線装置を用いた放射線治療では、光核反応により中性子が発生する。中性子の放射線荷重係数は他の放射線に比べて高いため、患者毎に中性子被ばく量を把握することが望ましい。本研究ではCsIシンチレータを放射化法のターゲットと同時に、放射線検出器として用いることで高感度かつオンラインで中性子を測定する方法を検討する。【方法】九州大学病院の治療用リニアックを用いてCsIシンチレータを照射した。照射後にCsI検出器自身から得られる波高分布を測定した。モンテカルロ計算コードPHITSを用いて実験のシミュレーション計算を行い、128Iの生成量を評価して、測定結果と比較した。【結果】照射終了直後の128Iの計数率は約2kcps以上であり、高感度に中性子を検出できることが確認された。.
62. Ryosuke Kurihara, Akihiro Nohtomi, Genichiro Wakabayashi, RISE-TIMEDISTRIBUTIONSOFAPOLYETHYLENE-LINEDRECOILPROTONPROPORTIONALCOUNTERFORFAST NEUTRONSANDGAMMA-RAYS, The 7th Korea-Japan Joint Meeting on Medical Physics, 2014.09, [Purpose] Wehavebeendoingbasicinvestigationwithaimingatthedevelopmentoffast-neutronsurvey meterbyusingapolyethylene-linedrecoilprotonproportionalcounter.Whenrecoilproton proportionalcountersareappliedforfastneutronmeasurements,themostcriticalissuetobe solvedisaneliminationofgamma-rays.Untilnow,nocommonlyavailablemeanshasbeen establishedforthediscriminationoffastneutronfromgammasignalsbyusingthese detectors.However,forapolyethylene-linedproportionalcounterwithCH4filling, ourresearchhasrevealedthatitispossibletodiscriminatetwocomponentsbyusingrise- timediscriminationmethod.Inthisstudy,weobservedtherise-timedistributionsofaP-10 fillingcounterinthesamewayasourpreviousmeasurements.Theresultswerecomparedwith thoseofCH4filling.
[Method] Thedetectorusedinthisstudyispolyethylene-linedrecoilprotonproportionalcounter filledP-10gasin430Torr.252Cfasaneutronsourceand60Coand 137Csasgamma-rayssourceswereused.Thepulsesfromthecounterwerefedintoa chargesensitivepreamplifier.Theoutputofthepreamplifierwassenttoaspectroscopy amplifier.Afterashapingwiththetimeconstantof1μs,thebi-polaroutputwasconnected toarise-timetoheightconverterfortherise-timemeasurement.Pulseheightswererecorded bymulti-channelanalyzersystem.
[Results] Observedrise-timedistributionsforP-10showarathersimilartendencywiththosefor CH4;rise-timesarecommonlyshorterforgamma-rays.Thoseforneutronsarealmost identicalforbothgasfillings.Ontheotherhand,thoseofgamma-raysareclearly distinguishableeachother.
[Conclusion] P-10fillinghasbeenfoundtobealsoapplicableforthediscriminationbetweenfast-neutron andgamma-raysbyusingrise-timeinformationofaproportionalcounter..
63. Hiroyuki Kinoshita, Akihiro Nohtomi, Soichiro Honda, Ryosuke Kurihara, Genichiro Wakabayashi, Yauhiko Nakamura, Yoshiyuki Umezu, Junichi Fukunaga, HIGH SENSITIVE NEUTRON-DETECTION BY A SELF-ACTIVATION METHOD WITH A CSI(TL) SCINTILLATOR AROUND A CLINICAL LINAC, The 7th Korea-Japan Joint Meeting on Medical Physics, 2014.09, Purpose: The purpose of this study is to confirm usefulness of a CsI(Tl) scintillator as a self-activation neutron detector using the activation of iodine; the present application centers on high sensitive measurement of rather weak photo- neutron field around a clinical linac. Inside this detector, a neutron capture produces I-128, which emits β-rays with half- life of 25 minutes. Since the half-life is adequately short, the detector shows relatively high sensitivity for the short time irradiation, as well as quick reduction of activity after the termination of irradiation. Such property allows repeatable use of this detector at practically appropriate intervals.
Methods: A CsI(Tl) crystal (2.5×2.5×2.5 cm3), which was enclosed in a aluminum cover (thickness: 0.5mm), was used. This was irradiated at the top of a research reactor UTR-KINKI of Kinki University (thermal output: 1W) and near the primary radiation field of 10MV X-ray clinical linac, Valian Clinac 21EX of Kyushu University Hospital. Just after each irradiation, the self-activation was measured by the CsI(Tl) itself. Pulse height spectra were recorded every one minutes, and the decay curves were fitted with several exponentially-decreasing components and a constant background.
Results: From above measurements, it has been found that the contribution of I-128 was dominant. The observed energy spectra were almost identical to the theoretical spectrum of β-rays from I-128 given by ICRP-107. For the research-reactor measurement, total number of counts due to I-128 was about 93% of all counts during the first one minute of each measurement. That for the clinical linac was about 98%.
Conclusion: Neutrons around the research reactor and the clinical linac were successfully detected by the self-activation method with a CsI(Tl) scintillator. The present technique will be useful for the routine on-line evaluation of neutron dose around a clinical linac..
64. Soichiro Honda, Akihiro Nohtomi, Hiroyuki Kinoshita, Ryosuke Kurihara, Genichiro Wakabayashi, Yauhiko Nakamura, Yoshiyuki Umezu, Junichi Fukunaga, EVALUATION OF SELF-SHIELDING EFFECT AND Γ-RAY SUMMATION EFFECT IN A SELF-ACTIVATION METHOD WITH AN NAI(TL) SCINTILLATOR CONTAINING IODINE , The 7th Korea-Japan Joint Meeting on Medical Physics, 2014.09.
65. 栗原凌佑, 本田宗一郎, 木下博之, 納冨 昭弘, 若林源一郎, ヨウ素を含むシンチレータの自己放射化による中性子検出法の研究, PHITS研究会, 2014.09, 【背景】我々は、がん治療用X線発生装置周辺の光中性子モニタリングを主たる目的として、ヨウ素を含むシンチレータの自己放射化に基づく高感度中性子検出法の研究を行ってきている。これは、オンラインにてサブリアルタイムの読み出しを行うもので、従来の箔放射化法(受動型検出法)と能動型検出法のハイブリットと位置づけることができる。
【原理】提案手法では、ヨウ素(I-127)を含むシンチレータを放射化法の試料と同時に放射線検出器として利用し、主にI-128からのβ線を測定する。これにより試料回収の手間を省くことができる。本手法では線源が検出器内部に存在するため、β線の検出効率は本質的に100%に近い。またシンチレータ自身による測定値から、半減期(25分)とβ線スペクトルの情報をもとにI-128に由来する成分のみを抽出するので、微弱な中性子を高感度・高精度で測定できる。これまでの実験により、NaI(Tl)、CsI(Tl)自身で検出される信号では、I-127の中性子捕獲反応で生じたI-128からのβ線が支配的であることが確認されている(図1)。
【PHITSによる補正因子評価】本手法で得られるI-128の生成量をもとに中性子束等を決定するには、いくつかの補正が必要であり、PHITSを用いてこの補正因子の評価を試みている。たとえば、シンチレータの体積が小さくなると結晶表面から外側に飛び出すβ線の影響が相対的に大きくなり、β線スペクトルが理論的な形状から低エネルギー側にシフトする。図2に1cm角CsI(Tl)に対する測定結果と計算結果の例を示す。この他、中性子の自己遮蔽効果、I-128からのγ線の加算効果 などに対する補正因子の評価を検討している。
【謝辞】測定に御協力頂いている九州大学病院放射線部の皆様に感謝申し上げます。
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66. 鷲尾知也, 若林源一郎, 納冨 昭弘, 眞正浄光, 古場裕介, CsI シンチレータの放射化による重粒子線治療場における熱中性子束の測定, 応用物理学会・放射線夏の学校, 2014.08, 1. 序論 現在、高エネルギーの重イオンビームを用いた粒子線がん治療が拡大している。しかし人体への照
射時やビームの整形過程で入射ビームが核反応を起こすため、発生する中性子による二次被ばくが懸 念されている。一方、本研究グループでは CsI シンチレータを用いた新たな中性子測定法を開発して いる。本方法では、CsI シンチレータ中に含まれる 127I の放射化により生成される 128I の放射能を測定 することにより中性子を定量する。放射能がシンチレータ中に生成され、これをシンチレータ自身で 測定するため検出効率が高く高精度な中性子測定が可能である。本研究では、CsI シンチレータの放 射化による中性子測定法を重粒子線治療場における二次中性子の測定に適用することを検討する。そ のための実験として、治療ビームをファントムに照射し、発生する中性子を CsI シンチレータで測定 することを計画している。そこで、発生する二次中性子のフルエンス分布を PHITS[1]を用いたシミュ レーション計算によって求め、実験計画を検討することを目的とする。
2. 計算方法
照射野 100 mmφ の平行炭素ビーム(290 MeV/u)を立方体型ファントム(20 cm×20 cm×20 cm)に
照射し、円柱型 CsI シンチレータ(φ1 in×1 in)をファントム後面に設置してシンチレータ中での中性 子フルエンス分布を PHITS によって計算した。試行回数を 400 万回とし、エネルギーカットオフは中 性子に対して 1.0 ×10-4 eV と設定した。
3. 計算結果
図 1 に CsI シンチレータ中での中性子フルエン
ス分布の計算結果を示す。図より熱中性子フルエ ンスは入射粒子当たり最大 1.8×10-4 n/cm2 程度と なった。入射ビームの平均強度を 109 pps とすると、 中性子束は 1.8×105 n/cm2/s 程度となる。127I の放射 化断面積は 6.2 barn なので、照射時間を 30 分と すると 128I の生成放射能は約 8.4×104 Bq となり、 測定に十分な放射能である。
4. 展望 今後、放射線医学総合研究所の重粒子線がん治
療装置(HIMAC)を用いて実験を行う予定である。 その際、治療場で発生する高エネルギーの光子・ 荷電粒子がどの程度中性子測定に影響するのか についても調査を行う。
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67. 木下博之, 納冨 昭弘, 若林源一郎, 栗原凌佑, 本田宗一郎, 中村泰彦, 梅津芳幸, 福永淳一, CsI(Tl)シンチレータを用いた高感度中性子検出に関する研究, 応用物理学会・放射線夏の学校, 2014.08, 1. 背景
高エネルギーX 線治療ではしきい値反応である光核反応によって高エネルギーの中性子が発生す
ることが知られている。高速中性子の放射線加重係数は高く、被ばく防護の観点からこれらの光中性 子をモニタリングすることが求められる。昨年の我々の研究により、NaI(Tl)シンチレータ検出器を用 いた自己放射化法が治療室内の微弱な中性子束の検出に利用できる可能性が示された。本研究の目的 は CsI(Tl)シンチレータが自己放射化法に適用できるか調べることである。本手法では、中性子捕獲反 応によって検出器内部に生成する半減期 25 分のβ線放出核種である I-128 を主な検出対象とする。こ の半減期は十分に短いので短時間の照射で高感度であり、照射後速やかに消失する。このような特性 により短い間隔での繰り返し測定が可能である。

2. 方法
用いた CsI(Tl)結晶(2.5×2.5×2.5cm3)はアルミニウ
ムカバー(0.5mm 厚)で覆われている。この検出器を近 畿大学の研究用原子炉 UTR-KINKI の炉頂と九州大学 病院の 10MV 治療用加速器である Valian Clinac 21EX の照射野の近くで照射した。照射後、検出器自身で放 射能を測定した。1 分毎に波高スペクトルを記録し、 その計数率の減衰曲線をいくつかの成分で Fitting し た。

3. 結果
上記のような測定を行ったところ I-128 の寄与が支
配的であることがわかった。エネルギースペクトルを 観察したところ ICRPP-107 によって与えられている I-128 の理論的なβ線のスペクトルの形とほぼ一致し た。研究用原子炉での測定では I-128 放射能が初期放 射能全体に占める割合は 93%であった。治療用加速器 での測定ではその値は 98%であった。

4. 結論 研究用原子炉と治療用加速器のまわりの中性子場
で CsI(Tl)シンチレータを自己放射化検出器として用 いることができた。以上より、本手法を高エネルギー X 線治療室内での日常的な中性子線量の評価に用いる ことができる可能性が示唆された。.
68. 本田宗一郎, 納冨 昭弘, 木下博之, 若林源一郎, 梅津芳幸, 福永淳一, 中村泰彦, シンチレータに含まれるヨウ素の自己放射化法における 自己遮蔽効果、γ 線加算効果の評価, 応用物理学会・放射線夏の学校, 2014.08, . 背景・目的 近年10MV以上の加速電圧を用いた高エネルギーX線による治療において、光核反応によ
る中性子の発生が知られている。これまでの治療室内の中性子測定は金箔等を用いた放射 化法で主に行われてきた。そこで本研究においてはNaI(Tl)シンチレータを用いた自己放射 化法を検討している。自己放射化法を適用する際に、シンチレータ内における自己遮蔽効 果、γ線加算効果は無視できないため、適切に考慮する必要がある。シンチレータの体積が 大きくなると、β壊変に伴うγ線がβ線の信号に加算される事象が増加し、波高が大きくなる と考えられる(図2の丸で囲んだ部分で顕著)。この影響をγ線加算効果と考え検討を行った。 2. 方法
汎用モンテカルロシミュレーションコードPHITS(Particle and Heavy Ion Transport code System) を用いて自己遮蔽因子、γ線加算効果の評価を行い、実験と比較することで計算結果の妥当性の 確認を行った。自己遮蔽因子の評価を行うためにマクスウェル分布に従う熱中性子の球殻状線源 を設定し、その中にNaI(Tl)シンチレータを置いてNaI(Tl)シンチレータ内でどれほどI-128が生成 したかを[T-Yield]というタリーを用いてI-128の生成収率の評価を行った(図1)。このタリーにお いては核反応を起こす母核をI-127に、生成核をI-128に設定してI-127(n,γ)I-128の反応を評価した。 熱中性子は球殻の内側に向かって照射している。
Γ加算積効果の評価には、I-128の線源を設定して、NaI(Tl)シンチレータ内に一様に線源を分布 させ、[T-Deposit]というタリーを用いてNaI(Tl)シンチレータに与える電子のエネルギーをタリー した。β線のスペクトルはICRPのI-128のβ線のスペクトルの値を用いて計算を行った。

3. 結果・考察
PHITS による熱中性子フルエンスの計算は実験と比較する範囲で妥当であることが 確認できた。.
69. 栗原凌佑, 納冨 昭弘, 若林源一郎, ポリエチレン内張型反跳陽子比例計数管の出力パルス波形の観測, 応用物理学会・放射線夏の学校, 2014.08, 1. 緒言 医療現場において、中性子の発生に伴う患者や医療従事者の被ばくが問題となっている。このため、
高速中性子の発生を簡便に確認する方法が必要である。そこで、反跳陽子比例計数管の一種であるポ リエチレン内張型反跳陽子比例計数管を高速中性子用のサーベイメータとして用いることを検討し た。この検出器は高速中性子だけで無くγ線にも感度があるため、二つの放射線を出力パルス波形の 違いにより弁別することを試みた。その結果、弁別が困難であろうとの予測に反して、図1に示すよ うに両者を立ち上がり時間によって弁別することが出来た。本研究では、この現象への充填ガスの寄 与を調べるために、充填ガスをこれまでの実験で用いていたメタンガスからP-10ガスに変更し、両者 の比較を行った。
2. 方法
0.56 気圧の P-10 ガスを封入した反跳陽子比例計数
管 LND2823 を用いた。また、中性子線源として 252Cf、 γ 線源として 60Co、137Cs の混合線源を用いた。検出 器より得られたパルス信号を時定数 1μs でバイポー ラパルスに整形した後、立ち上がり時間波高分析器 によって立ち上がり時間に変換した。立ち上がり時 間波高変換器の出力をマルチチャンネルアナライザ で解析し、立ち上がり時間分布を得た。
3. 結果 測定結果を図2に示す。充填ガスがPRガスの場合
でも、メタンガスの場合と同様にパルスの立ち上が り時間によって高速中性子線とγ線を弁別すること が可能であった。高速中性子線の立ち上がり時間 分布のピークは充填ガスによらずほぼ一定で 0.95μs付近であった。一方、γ線の立ち上がり時間 分布は充填ガスにより大きな違いがみられ、メタ ンガスの立ち上がり時間分布のピークはP-10ガス のそれよりも速いことがわかった。
4.結論 反跳陽子比例計数管の充填ガスをメタンガスか
ら P-10 ガスに変更しても立ち上がり時間によっ て高速中性子線と γ 線の弁別が可能であった。今後、 この現象の原理についてさらなる検討を行ってい く必要がある。.
70. 栗原凌佑, 納冨 昭弘, 若林源一郎, 木下博之, 本田宗一郎, 伊藤哲夫, 沃素を含むシンチレータを用いた自己放射化法のBNCT中性子場への適用に関する検討, 第11回日本中性子捕捉療法学会 学術大会, 2014.07, 【背景・目的】BNCTにおいては、中性子束測定のために、金箔等の放射化法が標準的に用いられている。また、シンチレータの発光量を光ファイバーを介して観測する手法も開発されておりリアルタイムでの評価が可能となっている。一方我々は、主にがん治療用X線発生装置周辺の光中性子モニタリングを目的として、沃素を含むシンチレータの自己放射化に基づく手法の研究を行ってきている1)。これは、オンラインにてサブリアルタイムの読み出しを行うので、上に述べたふたつの手法のハイブリットと位置づけることができる。本報告では、沃素含有シンチレータの自己放射化に基づく中性子束測定の適用について検討することを目的とする。
【原理・測定結果】提案する手法では、沃素(I-127)を含むシンチレータを放射化法の試料と同時に放射線検出器として利用してI-128からのβ線を測定する。これにより、試料回収の手間を省くことができる。また、β線は電荷を帯びているため、γ線とは異なり検出器に入射すれば原理的に100%検出される。さらに、本手法では線源が検出器内部に存在するため、幾何学的効率は100%に近い。これまでの実験により、NaIシンチレータ(φ1”×1”)自身で検出される信号では、I-127への中性子照射で生じたI-128からのβ線が支配的であることが、I-128のβ線エネルギースペクトル [図1]とI-128の半減期(25分) [図2]という、ふたつの物理量により確認されている。また、I-128の生成量から評価した熱中性子束は、金箔による標準的な測定の結果と比較的よく一致した。
【考察】本手法では、金箔放射化法同様に測定値(生成放射能)と中性子束の関係が明確である。また、半減期25分という情報をもとにI-128に由来するβ線成分のみ抜き出してシンチレータ自身で測定するので、別個にγ線スペクトロメータを用意する必要が無い。β線の検出効率は、ほぼ測定系のディスクリレベルで決まるので、一度条件を決めればMCAを利用する必要はなくスケーラで対応できる。半減期が短いので、比較的短時間で繰り返し測定が可能である。これまでの結果は、φ1”×1”のNaIで得られたものであり熱中性子束は103〜104[n/cm2/s]であったが、BNCT場では108[n/cm2/s]のオーダーであり、約104大きい。小型のCsI結晶を採用し、β線検出のディスクリレベルを調整することにより、感度を1/104程度に落とすことは可能である。中性子の照射によるシンチレータの発光量の低下が懸念されるので、何らかの補正方法を確立することは、実用化の上で不可欠と考えられる。
【参考文献】
1) G. Wakabayashi, A. Nohtomi et al., Radiological Physics and Technology (under review process).
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71. 長峰周治, 中西大樹, 納冨 昭弘, Calculation of diagnostic X-ray spectrum by using PHITS code, 医学物理学会, 2014.04.
72. 納冨 昭弘, 八尋絵莉子, 木下博之, 高山愛菜, 本田宗一郎, 若林源一郎, 藤淵 俊王, 福永淳一, 梅津芳幸, 長峰周治, 中西大樹, 中村泰彦, 中村 和正, High sensitive neutron-detection around a 10 MV clinical linac by the self-activation method with an NaI scintillator, 医学物理学会, 2014.04, 1.背景・目的
加速電圧が10MVを越えるX線装置を用いてがん治療を行う場合、光核反応により中性子が発生する。この光中性子発生の状況は、患者毎の治療計画や治療装置の特性に応じて大きく変化することが知られている。このため「個別化の医療」に適切に対応するには個々の患者治療毎に中性子発生量を把握することが望ましい。しかし、これまでは実用的なオンライン評価手法が存在しておらず、実行が困難であった。本研究では、NaIシンチレータを放射化法のターゲットと同時に、放射線検出にも利用することにより、高感度で熱中性子をオンライン測定する方法について検討する。

2.方法
実験は九州大学病院治療用リニアック(Varian, Clinac 21EX)を用いておこなった。全身照射(TBI)の条件にてアイソセンターから30cmの位置[照射野外]にNaIシンチレータを配置し、3Gy/minで10MV-X線を照射した。照射時間は、1” NaIに対して30分間、3” NaIに対して3分間とした。照射終了後、NaI検出器自身から得られる波高分布の測定(10分間)を100時間後まで行った。

3.結果・考察
照射直後のNaI検出器のスペクトルでは、I-128のβ線とみられる連続分布の寄与が支配的であった。そこでスペクトルの300keV以上の事象の計数率の時間変化を調べた。Fig.1に 3” NaIの場合の結果を示す。約10時間後にはバックグランドレベルまで減少している。 Fitting処理をおこなって半減期を調べたところ、0.4167hour(24.5min)と15hourの成分が見出された。それぞれI-127とNa-23の中性子捕獲反応によるI-128とNa-24に由来している。以前の報告[1]では、照射野内にNaIシンチレータを配置したため、9.3MeV以上のX線による光核反応に起因するI-126(半減期:13day)の生成が顕著に見られたが、今回は照射野外に配置したため発生が抑制された。また、Na-24の計数率はバックグランド以下であった。I-128の生成量から熱中性子フルエンス率を評価したところ、(5.22±0.20)×103[n/cm2/s]となった。一方、1” NaIに対しても同様の評価を行ったところ、(5.63±0.25)×103 [n/cm2/s]となった。この評価において、熱中性子の自己遮蔽因子Fssは、3” NaIに対して0.64±0.012、1” NaIに対して0.86±0.026 の値を用いた。これらのFssはPHITSによりモンテカルロ計算で求めた。
4.まとめ
治療用10MV-X線の照射野近傍に配置したNaIシンチレータ内にI-128が生成されることから、この場に熱中性子が存在していることが確認された。また、その熱中性子フルエンス率は、I-128の生成量からおよそ5.4×103 [n/cm2/s]と評価された。この値は、他の報告例[2]と比べると約1桁低い結果となっているが、本研究では人体を模擬したファントムを用いていないため、中性子の熱化の状況が異なっていることが不一致の原因のひとつとなっていると推察される。
今回の結果では、照射直後のβ線計数率が数kcpsのオーダーであった。例えば、1分間のサンプリングを10〜20分間行って減衰曲線を評価する場合を考えると、各サンプリング点の計数値は、数万カウント以上であり、計数率の統計精度(不確かさ)は1%以下となる。実用上、この感度は熱中性子フルエンス率の評価にとって充分であり、オンライン評価への応用が可能であると判断される。また、I-128の放射能は、1日経過すると4.6×10-18まで減少し、ほぼ完全に消滅することも利点である。この手法は、I-128のβ線検出を原理としているので、使用するシンチレータとしては、NaIよりCsIの方が適していると考えている。
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73. 納冨 昭弘, 若林源一郎, 八尋絵莉子, 藤淵 俊王, 中村泰彦, 梅津芳幸, 福永淳一, 中村和正, 細野眞, ヨウ素を含むシンチレータの自己放射化にもとづく高感度中性子検出法の研究, 第28回 研究会「放射線検出器とその応用」, 2014.01.
74. Hiroyuki Kinoshita, Eriko Yahiro, Akihiro Nohtomi, Daiki Nakanishi, Genichiro Wakabayashi, Toshioh Fujibuchi, High sensitive neutron-detection by a self-activation method [1] Measurement at a research reactor, The 9th International Workshop on Ionizing Radiation Monitoring, 2013.11.
75. Aina Takayama, Soichiro Honda, Eriko Yahiro, Akihiro Nohtomi, Daiki Nakanishi, Genichiro Wakabayashi, Toshioh Fujibuchi, Yoshiyuki Umezu, Jynichi Fukunaga, Syuji Nagamine, Yasuhiko Nakamura, High sensitive neutron-detection by a self-activation method [2] Measurement at 10MV clinical linac, The 9th International Workshop on Ionizing Radiation Monitoring, 2013.11.
76. 本田宗一郎, 納冨昭弘, シンチレータに含まれるヨウ素の自己放射化にもとづく高感度中性子検出方法の研究(3) 計算による検出効率等の評価, 第8回九州放射線医療技術学術大会, 2013.11.
77. 高山愛菜, 八尋絵莉子, 納冨昭弘, 中西大樹, 若林源一郎, 藤淵 俊王, 梅津芳幸, 福永淳一, 長峰周治, 中村泰彦, シンチレータに含まれるヨウ素の自己放射化にもとづく高感度中性子検出方法の研究(2) 治療用ライナックでの測定, 第8回九州放射線医療技術学術大会, 2013.11.
78. 木下博之, 八尋絵莉子, 納冨昭弘, 若林源一郎, 伊藤哲夫, シンチレータに含まれるヨウ素の自己放射化にもとづく高感度中性子検出方法の研究(1) 研究用原子炉での測定, 第8回九州放射線医療技術学術大会, 2013.11.
79. 栗原凌佑, 納冨昭弘, ポリエチレン内張型反跳陽子比例計数管の出力パルス波形の観測, 第8回九州放射線医療技術学術大会, 2013.11.
80. Eriko Yahiro, Akihiro Nohtomi, Daiki Nakanishi, Genichiro Wakabayashi, Fujibuchi Toshioh, Yoshiyuki Umezu, Jyunichi Fukunaga, Syuji Nagamine, Yasuhiko Nakamura, High sensitive neutron-detection by an NaI(Tl) scintillator with a novel self-activation method
, 2013 Institute of Electrical and Electronics Engineers / Nuclear Science Symposium (IEEE/NSS), 2013.11.
81. 長峰周治, 中西大樹, 納冨 昭弘, PHITSコードを用いた診断領域X線スペクトルの算出, 応用物理学会・放射線夏の学校, 2013.08.
82. 八尋絵莉子, 納冨 昭弘, 中西大樹, 若林源一郎, 藤淵俊王, 梅津芳幸, 福永淳一, 長峰周治, 中村泰彦, NaIシンチレータを用いた高感度中性子検出法の研究, 応用物理学会・放射線夏の学校, 2013.08, 【緒言】最近の放射線治療では、同時に発生する中性子による被ばくに注意すべきであることが指摘されている。これまでは、主として熱中性子を放射化法で測定することにより評価がなされてきた。本研究では、NaIシンチレータを放射化法のターゲットと同時に放射線の検出器として用いることにより、高感度で熱中性子を測定する方法について検討する為に、研究用原子炉で照射実験を行った。
【実験】NaIを近畿大学原子炉UTR-KINKIの炉頂に設置し、漏洩放射線の照射を1時間行った。その後、 NaI自身で測定される波高分布を記録した。また、NaIのγ線スペクトルをGe検出器で測定した。
【結果・考察】Fig.1に示すように、照射直後から数時間のあいだにNaI自身で測定された波高分布では、I-127の中性子捕獲により生じたI-128(半減期24.5min)のβ線(最大エネルギー2.120MeV)の寄与が圧倒的に大きかった。この場合、同時にNa-24も生じるが、反応断面積がI-128の1/10以下であり半減期が15hourと長いので生成量は少ない。また、NaIから放出されるγ線スペクトルをGe検出器で測定したところ、I-128(0.443 MeV)、Na-24(1.369,2.747 MeV)のピークが明瞭に観測された(Fig.2)。
【結論】NaIシンチレータに研究用原子炉からの中性子を照射した後の自己放射化スペクトルでは、I-128のβ線の寄与が圧倒的であることが分かった。このβ線の放出量を測定することにより、微弱な熱中性子束を極めて高感度に評価できる可能性がある。また、Na-24からカスケードで放出される二本のγ線をGe検出器で測定してサムピーク法を適用すれば、上記とは独立の方法で熱中性子束を評価することが可能であり、自己放射化の測定による評価結果との整合性の確認に役立つ。
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83. 納冨 昭弘, 放射線基礎物理, 医学物理ミニマム講習会, 2013.07, 医学物理ミニマム講習会における放射線基礎物理の講義.
84. 納冨 昭弘, 若林源一郎, 中西大樹, 藤淵俊王, High sensitive neutron-detection by an NaI scintillator (1) - Measurement at a research reactor, 医学物理学会, 2013.04, 【緒言】最近の放射線治療では、同時に発生する中性子による被ばくに注意すべきであることが指摘されている。これまでは、主として熱中性子を放射化法で測定することにより評価がなされてきた。本研究では、NaIシンチレータを放射化法のターゲットと同時に放射線の検出器として用いることにより、高感度で熱中性子を測定する方法について検討する為に、研究用原子炉で照射実験を行った。
【実験】NaIを近畿大学原子炉UTR-KINKIの炉頂に設置し、漏洩放射線の照射を1時間行った。その後、 NaI自身で測定される波高分布を記録した。また、NaIのγ線スペクトルをGe検出器で測定した。
【結果・考察】Fig.1に示すように、照射直後から数時間のあいだにNaI自身で測定された波高分布では、I-127の中性子捕獲により生じたI-128(半減期24.5min)のβ線(最大エネルギー2.120MeV)の寄与が圧倒的に大きかった。この場合、同時にNa-24も生じるが、反応断面積がI-128の1/10以下であり半減期が15hourと長いので生成量は少ない。また、NaIから放出されるγ線スペクトルをGe検出器で測定したところ、I-128(0.443 MeV)、Na-24(1.369,2.747 MeV)のピークが明瞭に観測された(Fig.2)。
【結論】NaIシンチレータに研究用原子炉からの中性子を照射した後の自己放射化スペクトルでは、I-128のβ線の寄与が圧倒的であることが分かった。このβ線の放出量を測定することにより、微弱な熱中性子束を極めて高感度に評価できる可能性がある。また、Na-24からカスケードで放出される二本のγ線をGe検出器で測定してサムピーク法を適用すれば、上記とは独立の方法で熱中性子束を評価することが可能であり、自己放射化の測定による評価結果との整合性の確認に役立つ。
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85. 八尋絵莉子, 納冨 昭弘, 中西大樹, 若林源一郎, 藤淵俊王, 梅津芳幸, 福永淳一, 長峰周治, 中村泰彦, High sensitive neutron-detection by an NaI scintillator (2) - Measurement at a clinical linac, 医学物理学会, 2013.04, 【緒言】加速電圧が10MVを越えるような高エネルギーX線装置を用いてがん治療を行う場合、光核反応により中性子が発生することが知られている。これまでX線治療室内の中性子は、金箔などを用いて放射化法で評価されてきた。本研究では、NaIシンチレータを放射化法のターゲットと同時に放射線の検出器にも利用することにより、高感度で熱中性子を測定する方法について検討する。
【実験】実験は九州大学病院の治療用リニアック(Varian)を用いておこなった。全身照射(TBI)の条件にてアイソセンター位置にNaIシンチレータを配置し、10MV-X線を30分間(90Gy)照射した。
【結果・考察】照射直後のNaI検出器のスペクトルでは、近大炉での実験と同様、I-128のβ線と思われる連続分布の寄与が支配的であった。スペクトルの時間変化を調べて半減期を評価したところFig.1に示すように半減期が0.4167hour(24.5min)と312hour(13day)の成分が見出された。それぞれI-127の中性子捕獲反応(I-128)と高エネルギーX線による光核反応(I-126)に由来している。一方、Na-23の中性子捕獲反応によるNa-24[半減期15hour]は有意には観測されなかった。これはFig.2に示すように、30分間の照射では生成量がI-128の3.5×10-3程度と少なかったためであると考えられる。
【結論】治療用10MV-X線の照射場に配置したNaIシンチレータにI-128が生成されることから、この場に熱中性子が存在していることが確認された。この測定法は極めて高感度であると考えており、熱中性子が微量でも有意にI-128の生成を検出できていると判断される。この現象を更に検討することにより、微弱な熱中性子束を高い精度で測定する方法を開発できる可能性がある。
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86. 若林源一郎, 納冨 昭弘, 中西大樹, 藤淵俊王, NaIシンチレータの自己放射化測定にもとづく高感度中性子検出(1), 応用物理学会, 2013.03, 【緒言】最近の放射線治療では、同時に発生する中性子による被ばくに注意すべきであることが指摘されている。これまでは、主として熱中性子を放射化法で測定することにより評価がなされてきた。本研究では、NaIシンチレータを放射化法のターゲットと同時に放射線の検出器として用いることにより、高感度で熱中性子を測定する方法について検討する為に、研究用原子炉で照射実験を行った。
【実験】NaIを近畿大学原子炉UTR-KINKIの炉頂に設置し、漏洩放射線の照射を1時間行った。その後、 NaI自身で測定される波高分布を記録した。また、NaIのγ線スペクトルをGe検出器で測定した。
【結果・考察】Fig.1に示すように、照射直後から数時間のあいだにNaI自身で測定された波高分布では、I-127の中性子捕獲により生じたI-128(半減期24.5min)のβ線(最大エネルギー2.120MeV)の寄与が圧倒的に大きかった。この場合、同時にNa-24も生じるが、反応断面積がI-128の1/10以下であり半減期が15hourと長いので生成量は少ない。また、NaIから放出されるγ線スペクトルをGe検出器で測定したところ、I-128(0.443 MeV)、Na-24(1.369,2.747 MeV)のピークが明瞭に観測された(Fig.2)。
【結論】NaIシンチレータに研究用原子炉からの中性子を照射した後の自己放射化スペクトルでは、I-128のβ線の寄与が圧倒的であることが分かった。このβ線の放出量を測定することにより、微弱な熱中性子束を極めて高感度に評価できる可能性がある。また、Na-24からカスケードで放出される二本のγ線をGe検出器で測定してサムピーク法を適用すれば、上記とは独立の方法で熱中性子束を評価することが可能であり、自己放射化の測定による評価結果との整合性の確認に役立つ。
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87. 納冨 昭弘, 八尋絵莉子, 中西大樹, 若林源一郎, 藤淵俊王, 梅津芳幸, 福永淳一, 長峰周治, 中村泰彦, NaIシンチレータの自己放射化測定にもとづく高感度中性子検出(2), 応用物理学会, 2013.03, 【緒言】加速電圧が10MVを越えるような高エネルギーX線装置を用いてがん治療を行う場合、光核反応により中性子が発生することが知られている。これまでX線治療室内の中性子は、金箔などを用いて放射化法で評価されてきた。本研究では、NaIシンチレータを放射化法のターゲットと同時に放射線の検出器にも利用することにより、高感度で熱中性子を測定する方法について検討する。
【実験】実験は九州大学病院の治療用リニアック(Varian)を用いておこなった。全身照射(TBI)の条件にてアイソセンター位置にNaIシンチレータを配置し、10MV-X線を30分間(90Gy)照射した。
【結果・考察】照射直後のNaI検出器のスペクトルでは、近大炉での実験と同様、I-128のβ線と思われる連続分布の寄与が支配的であった。スペクトルの時間変化を調べて半減期を評価したところFig.1に示すように半減期が0.4167hour(24.5min)と312hour(13day)の成分が見出された。それぞれI-127の中性子捕獲反応(I-128)と高エネルギーX線による光核反応(I-126)に由来している。一方、Na-23の中性子捕獲反応によるNa-24[半減期15hour]は有意には観測されなかった。これはFig.2に示すように、30分間の照射では生成量がI-128の3.5×10-3程度と少なかったためであると考えられる。
【結論】治療用10MV-X線の照射場に配置したNaIシンチレータにI-128が生成されることから、この場に熱中性子が存在していることが確認された。この測定法は極めて高感度であると考えており、熱中性子が微量でも有意にI-128の生成を検出できていると判断される。この現象を更に検討することにより、微弱な熱中性子束を高い精度で測定する方法を開発できる可能性がある。
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88. 納冨 昭弘, 長峰周治, 佐藤絢香, 若林源一郎, 豊福 不可依, ポリエチレン内張型反跳陽子比例計数管のパルス立ち上がり時間によるn/γ弁別, 第104回日本医学物理学会, 2012.09, 1気圧のメタンガスを充填したポリエチレン内張型反跳陽子比例計数管に高速中性子とγ線を入射して、出力パルスの立ち上がり時間分布を調べた。γ線の立ち上がり時間が従来の理論から予想される値より、異常に速いために、両者の弁別が容易に実現できることを見出した。.
89. 納冨 昭弘, 反跳陽子位置分布情報にもとづく中性子エネルギー評価方法, 第104回日本医学物理学会, 2012.09, 水素を含んだコンパータとイメージングプレートを用いて、中性子入射に対して生じる反跳陽子の位置分布から中性子のエネルギー情報を評価する方法について、講演を行った。.
90. 納冨 昭弘, 放射線基礎物理, 医学物理ミニマム講習会, 2012.07, 医学物理ミニマム講習会における放射線基礎物理の講義.
91. A. Nohtomi, N. Sugiura, T. Itoh, G. Wakabayashi, T. Sakae, T. Terunuma, K. Yabuta, M. Tamura, T. Fujibuchi, T. Takata, K. Kume, Method of Neutron Energy Evaluation by an Imaging Plate and Acrlyic Converter, JSMP/KSMP, 2011.09.
その他の優れた研究業績
2011.09, 以前から開発してきた、12m長ブラスチックシンチレーションファィバー検出器を福島県の原発事故被災地に持ち込み、日本原子力研究開発機構との協力のもとにセシウム137分布の迅速測定に応用かのうであることを実証試験を通じて示した。.
学会活動
所属学会名
ヨウ素学会
日本中性子捕捉療法学会
日本保健物理学会
日本原子力学会
応用物理学会
日本医学物理学会
学協会役員等への就任
2022.04~2024.03, 日本医学物理学会, 理事.
2020.04~2023.03, 日本医学物理学会, 理事.
2018.10~2020.05, 第119回日本医学物理学会学術大会, 実行委員長.
2015.11~2022.04, BNCT推進協議会, 人材育成WG.
2015.11~2022.04, 日本中性子捕捉療法学会, BNCT人材育成委員会委員.
2011.10~2012.04, 日本医学物理学会, 第103回 学術大会 プログラム委員.
2012.06~2014.06, 日本医学物理学会, 医学物理学 教科書 ad hoc 委員会 委員.
学会大会・会議・シンポジウム等における役割
2020.05.13~2020.06.13, 日本医学物理学会, 大会実行委員長.
2019.04.13~2016.04.13, 日本医学物理学会, 座長(Chairmanship).
2018.04.11~2018.04.13, 日本医学物理学会, 座長(Chairmanship).
2016.09.14~2016.09.14, 応用物理学会, 座長(Chairmanship).
2016.09.14~2016.09.14, 応用物理学会 放射線分科会シンポジウム, 座長(Chairmanship).
2016.04.17~2016.04.17, 日本医学物理学会, 座長(Chairmanship).
2016.01.18~2016.01.21, ISRD2016, 座長(Chairmanship).
2015.09.18~2015.09.20, 日本医学物理学会, 座長(Chairmanship).
2015.04.16~2015.04.19, 日本医学物理学会, 座長(Chairmanship).
2012.06.16~2012.06.17, 日本保健物理学会 第45回研究発表会, 座長(Chairmanship).
2011.09.29~2011.10.01, 6th Japan-Korea Joint Meeting on Medical Physics (JKMP), 11th Asia-Oceania Congress of Medical Physics(AOCMP), 座長(Chairmanship).
2016.09.14~2016.09.14, 応用物理学会 シンポジウム「放射線医療現場における受動型放射線検出器による計測手法の最近の進展」, 放射線分科会 シンポジウム企画、座長、「放射線」特集号編集担当.
2015.01.18~2015.01.21, ISRD2016, プログラム編集委員、moderator.
2012.09.02~2012.09.07, ICRS-12&RPSD-2012, プログラム編集委員.
2012.06.16~2012.06.17, 日本保健物理学会, 座長.
学会誌・雑誌・著書の編集への参加状況
2019.04~2020.03, 日本放射線技術学会「放射線計測学」  共立出版(株), 国内, 執筆分担.
2014.04~2020.12, 日本医学物理学会誌「医学物理」, 国内, 編集委員.
2012.01~2023.05, Journal of Nuclear Science and Technology, 国内, 査読委員.
2017.01~2023.05, Physics in Medicine and Biology, 国際, 査読委員.
2017.04~2023.05, Proceedings of the Japan Academy, Series B, 国内, 査読委員.
2017.04~2023.05, Medical Physics, 国際, 査読委員.
2013.10~2023.05, 日本放射線技術学会誌, 国内, 査読委員.
2013.10~2023.05, Journal of Radiation Research, 国際, 査読委員.
2012.10~2023.05, Radiological Physics and Technology, 国際, 編集委員長.
2012.09~2013.12, Proceedings of ICRS12 & RPSD 2012(published as Progress of Nuclear Science and Technology), 国内, 編集委員.
2012.06~2016.06, 日本医学物理学会 医学物理学教科書シリーズ「放射線計測学」, 国内, 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
2021年度
2020年度
2019年度 10 
2018年度 11 
2017年度 18 
2016年度 12 
2015年度 10 
2014年度
2013年度
2012年度 12  19 
2011年度
2010年度
その他の研究活動
海外渡航状況, 海外での教育研究歴
2019 IEEE NSS/MIC (Manchester), UnitedKingdom, 2019.10~2019.11.
2018 IEEE NSS/MIC (Sydney), Australia, 2018.11~2018.11.
上海復旦大学, Fudan University, China, 2018.10~2018.10.
2017 IEEE NSS/MIC (Atlanta), UnitedStatesofAmerica, 2017.10~2017.10.
台湾国立清華大学, National Tsing Hua University, Taiwan, 2016.09~2016.09.
高麗大学, Korea University, Korea, 2015.03~2015.03.
JSMP/KSMP Joint meeting, Korea, 2014.09~2014.09.
National Physical Laboratory (NPL), Oxford University, Department of Physics, UnitedKingdom, 2011.12~2012.02.
受賞
第117回 日本医学物理学会学術大会  President's Award Gold, 日本医学物理学会, 2019.04.
第65回応用物理学会春季学術講演会・放射線分科会学生ポスター賞(共同受賞), 応用物理学会・放射線分科会, 2018.03.
第113回 日本医学物理学会学術大会  Cypos 大会長賞 , 日本医学物理学会, 2017.04.
Doi Award (土井賞) in Radiation Therapy Physics, Radiological Physics and Technology , 2016.04.
ICRR2015 Excellent Poster Award, 15th International Congress of Radiation Research, 2015.05.
第105回 日本医学物理学会学術大会 大会長賞, 日本医学物理学会, 2013.04.
第104回 日本医学物理学会学術大会 大会長賞, 日本医学物理学会, 2012.09.
日本原子力学会論文賞, 日本原子力学会, 1995.03.
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)
2022年度~2024年度, 基盤研究(C), 代表, ホウ素中性子捕捉療法の品質保証の為のホウ素線量分布直接測定法の開発.
2019年度~2021年度, 基盤研究(C), 代表, ホウ素中性子捕捉療法における中性子測定に適した自己放射化有機シンチレータの開発.
2016年度~2018年度, 基盤研究(C), 代表, 放射線治療で発生する中性子被ばく評価の為の簡便で高精度な分布測定システムの開発.
2013年度~2015年度, 挑戦的萌芽研究, 代表, GM管の様に使いやすい高速中性子サーベイメータの開発についての基礎研究.

九大関連コンテンツ

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