計算シミュレーション手法に基づく体外計測法の高度化に関する研究

Study on advancement of counting using mathematical simulation

木名瀬 栄   

Kinase, Sakae

本研究では、計算シミュレーションによる体外計測装置の数学的校正手法を開発した。これにより、被検者について多種多様な人体形状,放射能分布を模擬することが可能となり、体外計測装置による体内放射能評価を高精度化することができる。数学的校正手法の拡張として、計算シミュレーションによる体外計測装置の計数効率曲線を評価する方法を開発し、計数効率における散乱線の影響を定量的に明らかにするとともに、体外計測装置校正にかかわる体格依存性補正法を開発し、体表面積を補正因子とした体格依存性補正式を提案した。また、本研究では、体外計測装置による体内放射能評価の不確かさについて解析し、体内放射能評価の不確かさにおいて、体内放射能分布による体外計測装置計数効率の変動, 計測装置による測定の統計誤差が大きく影響することを示した。さらに、半導体検出器による体外計測装置の高精度化について検討を行い、ゲルマニウム半導体検出器のピーク効率曲線の評価法,ゲルマニウム半導体検出器とNaI(Tl)シンチレーション検出器のそれぞれの長所をいかした体外計測装置,ゲルマニウム半導体検出器を用いた全身カウンタの具体的設計案を提案し、数学的校正手法の有効性を示した。

In the present study, a calibration technique for in vivo counting application using Monte Carlo simulation was developed. The advantage of the technique is that counting efficiency can be obtained for various shapes, sizes that is very difficult to change for phantoms. The method for the determination of counting efficiency curves as a function of energy was developed using the present technique and a physiques correction equation was derived from the relationship between parameters of correction factor and counting efficiencies of the JAERI whole-body counter. The uncertainties in body burdens of Cs-137 estimated with the JAERI whole-body counter were also investigated using the Monte Carlo simulation and measurements. Furthermore, the evaluation method of the peak efficiencies of a Ge semi-conductor detector was developed by the Monte Carlo simulation for optimum arrangement of Ge semi-conductor detectors for designing a precision whole-body counter.