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論文

Local structure study of the iron-based systems of BaFe$$_2$$As$$_2$$ and LiFeAs by X-ray PDF and XAFS analyses

Li, S.*; 豊田 真幸*; 小林 義明*; 伊藤 正行*; 池内 和彦*; 米田 安宏; 大谷 彬*; 松村 大樹; 浅野 駿*; 水木 純一郎*; et al.

Physica C, 555, p.45 - 53, 2018/12

 パーセンタイル:100(Physics, Applied)

鉄系超伝導体のBaFe$$_2$$As$$_2$$とLiFeAsの局所構造解析をX線PDF解析とXAFSを利用して行った。BaFe$$_2$$As$$_2$$の構造相転移温度ではPDFで得られた局所構造には変化が見られたが、EXAFSで得られた局所構造には変化を見出すことができなかった。これらのデータは室温の平均構造が正方晶相において、局所的な斜方歪みを考慮する必要があることを示唆している。

論文

Nanoscale spatial analysis of clay minerals containing cesium by synchrotron radiation photoemission electron microscopy

吉越 章隆; 塩飽 秀啓; 小林 徹; 下山 巖; 松村 大樹; 辻 卓也; 西畑 保雄; 小暮 敏博*; 大河内 拓雄*; 保井 晃*; et al.

Applied Physics Letters, 112(2), p.021603_1 - 021603_5, 2018/01

 パーセンタイル:100(Physics, Applied)

放射光光電子顕微鏡(SR-PEEM)を人工的にCs吸着したミクロンサイズの風化黒雲母微粒子のピンポイント分析に適用した。絶縁物にもかかわらず、チャージアップの影響無しに構成元素(Si, Al, Cs, Mg, Fe)の空間分布を観察できた。Csが粒子全体に分布することが分かった。Cs M$$_{4,5}$$吸収端近傍のピンポイントX線吸収分光(XAS)から、1価の陽イオン状態(Cs$$^{+}$$)であることがわかった。さらに、Fe L$$_{2,3}$$吸収端の測定から、Feの価数状態を決定した。我々の結果は、サンプルの伝導性に左右されること無く、SR-PEEMがさまざまな環境試料に対するピンポイント化学分析法として利用可能であることを示すものである。

論文

癌の量子ビーム併用治療開発のイノベーション; 実験腫瘍モデルを使用した量子併用医療開発の現状

石山 新太郎; 三好 憲雄*; 出原 敏孝*; Bibin, A.*; 久米 恭*; 松村 明*; Shtil, A. A.*

光アライアンス, 23(12), p.19 - 23, 2012/12

難治性癌への新しい治療法として量子ビーム融合化先進癌治療研究を進めており、本校では重粒子とレーザー並びにテラヘルツ光の併用治療研究に関する現状を概説する。

論文

The Analysis of boron micro-distribution in 9L gliosarmoma cells and HUVEC cells using PIXE and PIGE

遠藤 聖*; 柴田 靖*; 山本 哲哉*; 中井 啓*; 松村 明*; 佐藤 隆博; 横山 彰人; 江夏 昌志; 大久保 猛; 山崎 明義; et al.

JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 86, 2012/01

Micro particle-induced X-ray emission (micro-PIXE) was applied to determine the inter- and intracellular distribution of boron-10 ($$^{10}$$B) in tumor cells. The peak $$^{10}$$B atom measurement was large on the measurement spectrum in comparison to the circumference background. It was possible to confirm that $$^{10}$$B atoms were measured. But, the intracellular micro-distribution of boron could not be clearly detected in this analysis. Improvements are therefore necessary in the technical methods of cell fixation, while the micro-PIXE and PIGE analyzing system also needs to be further upgraded.

論文

Single-shot observation of growing streamers using an ultrafast camera

高橋 栄一*; 加藤 進*; 古谷 博秀*; 佐々木 明; 岸本 泰明*; 高田 健司*; 松村 哲*; 佐々木 裕康*

Journal of Physics D; Applied Physics, 44(30), p.302001_1 - 302001_4, 2011/08

 被引用回数:4 パーセンタイル:75.1(Physics, Applied)

毎秒$$10^8$$フレームで撮像できる超高速度カメラにより、アルゴン中の正極性ストリーマの進展の観測を行った。このカメラを用いると、ショットごとの再現性によらずストリーマの時間発展の観測が行える。ストリーマの分枝の成長や、リターンストロークへの転化の観測を行った結果を報告する。

論文

Multistep lattice-voxel method utilizing lattice function for Monte-Carlo treatment planning with pixel based voxel model

熊田 博明*; 斎藤 公明; 中村 剛実; 榮 武二*; 櫻井 英幸*; 松村 明*; 小野 公二*

Proceedings of 14th International Congress on Neutron Capture Therapy (ICNCT-14) (CD-ROM), p.238 - 241, 2010/10

In treatment planning for BNCT, Monte-Carlo method for the dose calculation is being generally applied. For JCDS-FX as a new treatment planning system, PHITS, a multi-purpose Monte-Carlo code has been employed to dose calculation. For the dose calculation for a human body, JCDS-FX can make a precise voxel model consisting of pixel based voxel cells like 0.4$$times$$0.4$$times$$2.0 mm$$^{3}$$ voxel in order to perform high-accuracy dose estimation. However, the miniaturization of the voxel size causes calculation time to increase. The aim of this study is to investigate sophisticated modeling method which can perform Monte-Carlo calculation for human geometry efficiently. Thus, we devised a new voxel modeling method "Multistep lattice-voxel method" which can configure a voxel model that combines different voxel sizes by utilizing the lattice function over and over. To verify the performance of the calculation with the modeling method, several calculations for human geometry were carried out. The verification results demonstrated that the Multistep lattice-voxel method enabled the precise voxel model to reduce calculation time substantially while keeping the high-accuracy dose estimation.

論文

Characteristics measurement of thermal neutron filter developed for improvement of therapeutic dose distribution of JRR-4

熊田 博明*; 中村 剛実; 堀口 洋徳; 松村 明*

Proceedings of 14th International Congress on Neutron Capture Therapy (ICNCT-14) (CD-ROM), p.414 - 417, 2010/10

In most of clinical studies of BNCT performed at JRR-4, dose given to a patient has been controlled in accordance with limitation of not brain dose in the body but skin dose. This is attributed to the high thermal neutron component of the epithermal neutron beam of JRR-4. The aim of this study is to enhance the therapeutic dose around tumor region by decreasing the thermal neutrons mixed in the beam. To reduce the thermal neutrons, we made a prototype of thermal neutron filter which can cut the thermal neutrons at just before patient. To verify the performance of the filter and the characteristics of the epithermal neutron beam with the filter, phantom irradiation experiments were carried out. And then the experimental values and Monte-Carlo calculations which had been performed to design the filter were compared. The verification results demonstrated that the application of the filter enabled to reduce the skin dose and to enhance the therapeutic dose at deeper region in a body. And the filter application also brings on extension of the irradiation time. We will perform further characteristic measurements for the filter in order to apply the filter to the clinical trials in practical use.

論文

Performance measurement of the scintillator with optical fiber detector for boron neutron capture therapy

米田 政夫; 熊田 博明; 石川 正純*; 中村 剛実; 山本 和喜; 松村 明*

Applied Radiation and Isotopes, 67(7-8, Suppl.), p.S254 - S257, 2009/07

 被引用回数:3 パーセンタイル:69.9(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

The thermal neutron flux can be easily measured in real time by using the SOF (Scintillator with Optical Fiber) detector. However the irradiation damage under high-intensity neutron flux causes the deterioration of the SOF detector due to the plastic scintillator in which $$^{6}$$LiF is blended. After irradiating the SOF detector for 4 hours (thermal neutron fluence approximately 2.0$$times$$10$$^{13}$$ neutrons/cm$$^{2}$$), the sensitivity of the SOF detector decreased by 3.0%. After irradiating the SOF detector for 2 months (thermal neutron fluence approximately 6.4$$times$$10$$^{14}$$ neutrons/cm$$^{2}$$), the sensitivity was reduced to 42%. Supposing that the thermal neutron fluence is 2$$times$$10$$^{12}$$ (neutrons/cm$$^{2}$$) on the surface of a patient in a BNCT treatment, the sensitivity of the SOF detector is reduced by approximately 0.3%. This report presents investigations on the deterioration of the SOF detector in irradiation experiments.

論文

Structural phase transition in the spin gap system YbAl$$_3$$C$$_3$$

松村 武*; 稲見 俊哉; 小坂 昌史*; 加藤 慶顕*; 犬飼 敬希*; 落合 明*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*; 片野 進*; 鈴木 博之*

Journal of the Physical Society of Japan, 77(10), p.103601_1 - 103601_4, 2008/10

 被引用回数:7 パーセンタイル:48.33(Physics, Multidisciplinary)

The unresolved phase transition at 80K in YbAl$$_3$$C$$_3$$ has been studied by X-ray diffraction. It has been confirmed that the transition is a structural one with atomic displacement. Superlattice reflections that appear below 80K show that the crystal structure changes from hexagonal to orthorhombic. From the reflection conditions, we conclude that the space group in the low temperature phase is Pbca, where all the atoms occupy the general 8c site. By fitting the observed intensities, we present two possible models of atomic displacement. The displacement results in the deformation of the triangular lattice of Yb spins, which is considered to be responsible for the formation of a spin-singlet ground state at low temperatures.

論文

Development of JCDS, a computational dosimetry system at JAEA for boron neutron capture therapy

熊田 博明; 山本 和喜; 松村 明*; 山本 哲哉*; 中川 義信*

Journal of Physics; Conference Series, 74, p.021010_1 - 021010_7, 2007/00

原子力機構では、JRR-4で実施されているホウ素中性子捕捉療法(BNCT)の臨床研究に不可欠な線量評価システム、JCDSを開発している。JCDSは、中性子照射によって患者に付与される線量をモンテカルロ計算によって評価し、最適な照射条件を導出できる治療計画用ソフトウェアである。JCDSによる評価方法は、医療画像データを用いて患者の3次元モデルを作成し、輸送計算可能なボクセルモデルに変換して、中性子,光子輸送モンテカルロ計算コード,MCNPでの計算を実行し、患部及び周辺組織の線量分布を求めるシステムである。最新のシステムはボクセルのサイズを2$$times$$2$$times$$2mm$$^{3}$$まで微細化することにより、線量評価精度を向上させている。また最近のがん診断技術であるPETの画像を活用し、腫瘍領域を適切に評価対象領域として抽出して評価することが可能となった。さらに現在、計算コードをMCNPからPHITSに変更しており、これによりBNCTだけでなく、陽子線治療,重粒子線治療に対する線量評価も実施できるように高度化している。本学会において、JCDSによる評価手法とその評価性能と、最新の技術開発について報告を行う。

論文

Failure patterns of high-grade glioma treated with BNCT

松田 真秀*; 山本 哲哉*; 中井 啓*; 遠藤 聖*; 熊田 博明; 影治 照喜*; 松村 明*

Proceedings of 12th International Congress on Neutron Capture Therapy (ICNCT-12), p.40 - 42, 2006/10

JRR-4を使って実施したBNCTの臨床研究において、線量分布と臨床反応を事後評価的に解析し、ハイグレードの悪性脳腫瘍12例(グレード4:7例,グレード3:5例)に対するBNCTの失敗形態を報告する。この12例のBNCT後の生存期間の中央値は19.8か月であった。局所的に再発しなかった症例は4例で、局所的に再発した症例は3例であった。局所再発及び遠隔転移再発した症例と比較し、非再発例は腫瘍領域の最低線量が高いことと関連している。この失敗例での解析から、GTVの最低線量で26Gy-Eq以上付与することで局部的再発を抑えることができる。

論文

Development of a real-time thermal neutron monitor and its clinical application

石川 正純*; 小野 公二*; 松村 明*; 山本 哲哉*; 平塚 純一*; 宮武 伸一*; 加藤 逸郎*; 櫻井 良憲*; 古林 徹*; 熊田 博明; et al.

Proceedings of 12th International Congress on Neutron Capture Therapy (ICNCT-12), p.397 - 400, 2006/10

BNCTの臨床応用可能なSOF(Scintillator with Optical Fiber detector)と呼ばれる超小型熱中性子モニターを開発した。このSOFモニターを15例の実際のBNCTに適用し、BNCTへの適用性等の検証を行った。この検証結果から、従来型の2本の光ファイバを並べたプローブでは柔軟性が乏しく、実際の患者に適用するためにはフレキシビリティのあるプローブが必要であることがわかった。そこで2本の光ファイバを切り離して、検出器部分を対向状態で接続し、ループ状のプローブを開発した。これにより柔軟性が向上し、患者の任意の部位に的確かつ簡便に固定できるようになった。

論文

A Migration analysis of ${it Sogatella furcifera}$ (Horv$'a$th) (Homoptera: Delphacidae) using hourly catches and a three-dimensional simulation model

大塚 彰*; 渡邊 朋也*; 鈴木 芳人*; 松村 正哉*; 古野 朗子; 茅野 政道; 近藤 知弥*; 上室 剛*

Agricultural and Forest Entomology, 8(1), p.35 - 47, 2006/02

 被引用回数:13 パーセンタイル:44.33(Entomology)

2003年稲作期に1時間ごとに取得したウンカの測定データと3次元シミュレーションモデルを利用したセジロウンカの移行挙動解析を行った。それまでの通常業務で取得されていた測定データは24時間であったが、1時間ごとのデータは24時間ごとのデータでは得られなかった明瞭な4時間程度のピークを示した。また各ピークは約12時間おきに出現しており、ウンカの飛び立ちが薄明薄暮に集中する観測結果と対応した。この詳細な測定データと3次元シミュレーションモデルを用いた解析により、ウンカの発生源をより明確に推定することに成功した。このケースでは、台湾と中国福建省の海岸域が発生源と推定された。

論文

Development of a numerical simulation model for long-range migration of rice planthoppers

古野 朗子; 茅野 政道; 大塚 彰*; 渡邊 朋也*; 松村 正哉*; 鈴木 芳人*

Agricultural and Forest Meteorology, 133(1-4), p.197 - 209, 2005/11

 被引用回数:12 パーセンタイル:52.19(Agronomy)

高精度の大気拡散モデルにイネウンカの飛来特性を組み込むことにより、イネウンカ類の長距離移動の高精度シミュレーションを行った。モデルは気象場を計算する大気力学モデルと粒子拡散モデルから成っている。またモデルにはウンカの飛び立ちエリア及び飛び立ち開始時間を推定する機能もある。本研究では、このモデルと1998年6月中旬の西日本でのネットトラップデータを用いて、飛び立ち域推定のケーススタディを行った。このシミュレーションでは、それぞれ緯度経度方向に2$$^{circ}$$の広さを持った56の領域を飛び立ち可能地域と仮定した。この中から実際の飛び立ち領域を確定するために、それぞれの飛び立ちエリアから西日本の各地点に到達した計算値と実際の観測データを、順位相関係数を用いて比較した。相関が高く、飛び立ち域として可能だと思われる領域は、福建省や台湾を含む北緯23$$^{circ}$$$$sim$$27$$^{circ}$$の領域だった。このシミュレーションにおいて、飛翔限界温度と連続飛翔可能時間がもっとも精度を左右するパラメータであることが示された。

論文

中性子捕捉療法のための線量評価システム、JCDSの開発

熊田 博明; 山本 和喜; 松村 明*; 中川 義信*

放射線, 31(4), p.287 - 297, 2005/10

原研JRR-4で実施されているホウ素中性子捕捉療法(BNCT)に対し、患者に付与される線量を数値シミュレーションによって評価するBNCT線量評価システム、JCDSを開発した。JCDSは、患者の医療画像データをもとに頭部3次元モデルを作成し、このモデルを5mmボクセルと10mmボクセルに分割したマルチボクセルモデルに変換し、中性子,光子輸送モンテカルロコード,MCNPを使って線量分布計算を実行するシステムである。円筒水ファントム実験をJCDSで模擬し、実験値とJCDSの計算値との比較による検証を行った結果から、BNCTの線量評価に対しJCDSが十分な評価性能を有していることを確認した。JCDSの実用化によって、JRR-4において熱外中性子ビームによるBNCTが平成15年度から開始された。本報告は、BNCTの線量評価に要求される基本事項をまとめるとともに、JCDSによる線量評価手法と検証結果について報告するものである。

報告書

医療照射中ホウ素濃度の推定法の検討とその誤差評価

柴田 靖*; 山本 和喜; 松村 明*; 山本 哲哉*; 堀 直彦; 岸 敏明; 熊田 博明; 阿久津 博義*; 安田 貢*; 中井 啓*; et al.

JAERI-Research 2005-009, 41 Pages, 2005/03

JAERI-Research-2005-009.pdf:1.99MB

ホウ素中性子捕捉療法において腫瘍及び正常組織への照射線量を正確に評価するためには照射中性子束と血液中ホウ素濃度の測定が必須であるが、中性子照射中に患者からの直接の採血をすることは困難である。したがって、初回手術時に少量のホウ素化合物BSHを投与し、経時的に血液中ホウ素濃度を測定する低量投与試験を行い、照射当日の濃度予測を行った。また、低量投与試験が行えない場合、照射当日のホウ素濃度測定のみで照射中のホウ素濃度が精度よく予測できる方法についても、Two compartment Modelを用いた方法を検討した。BSH末梢静脈内点滴投与後の血液中ホウ素濃度が予測の95%信頼区間に入っていれば、照射中の予測値と実測値の誤差は6%程度であった。投与後6または9時間後の血液中ホウ素濃度が予測の95%信頼区間に入っていない場合は、比率補正することにより誤差を12%程度に抑えることができた。また、Two compartment Modelを用いた予測方法では、最適な評価値に対して$$pm$$4.9%(標準偏差)の予測誤差で推定可能であった。これらの方法により、照射中の血液中ホウ素濃度は合理的に正確に予測可能であり、安全で効果的な治療を行うことができる。

論文

Combination of boron and gadolinium compounds for neutron capture therapy; An $$in Vitro$$ study

松村 明*; Zhang, T.*; 中井 啓*; 遠藤 聖*; 熊田 博明; 山本 哲哉*; 吉田 文代*; 櫻井 良憲*; 山本 和喜; 能勢 忠男*

Journal of Experimental and Clinical Cancer Research, 24(1), p.93 - 98, 2005/03

中性子捕捉療法においては、ホウ素化合物による治療効果はアルファ粒子によるものであるのに対し、ガドリニウム化合物はGd(n,$$gamma$$)反応による$$gamma$$線量の効果である。また、これらの化合物は腫瘍内への取り込み特性も異なっている。2つの化合物を混合したときの効果を調べるため、チャイニーズ・ハムスターのV79細胞を用いて、10B(BSH)を0, 5, 10, 15ppmと、ガドリニウム(Gd-BOPTA)を800, 1600, 2400, 3200, 4800ppmの組合せで取り込ませ、熱中性子ビームによる照射を行い細胞生存率を評価した。その結果、ホウ素化合物とガドリニウム化合物を最適な濃度割合で混合することによって治療効果を増強することができることが明らかとなった。ガドリニウム濃度が高すぎる場合、Gdの断面積が大きいために、ホウ素の中性子捕獲効果を減衰させてしまうと考えられる。

論文

ホウ素中性子捕捉療法のためのBNCT線量評価システム(JCDS)の開発

熊田 博明; 山本 和喜; 村山 洋二; 松村 明*; 中川 義信*

モンテカルロ計算法高度化の現状; 第3回モンテカルロシミュレーション研究会報文集, p.185 - 194, 2004/12

原研の研究用原子炉であるJRR-4の医療照射設備を利用してホウ素中性子捕捉療法(BNCT)の臨床研究が行われている。原研では、BNCTによる中性子ビーム照射によって患者に付与される吸収線量を数値シミュレーションによって正確に評価することのできるBNCT線量評価システム(JCDS)を開発した。JCDSは、ファントム実験値,JRR-4で実施されたBNCTの臨床データ等との比較検証を経て公開コードとして2002年に公開し、実際のBNCTの臨床研究に2003年から適用されている。現在JCDSは、より高精度な線量計算を効率的に実行するため、MCNP5のメッシュタリーへの対応,PCクラスタと組合せた高速計算環境の構築等のさらなる高度化を進めている。

論文

Improvement of dose calculation accuracy for BNCT dosimetry by the multi-voxel method in JCDS

熊田 博明; 山本 和喜; 山本 哲哉*; 中井 啓*; 中川 義信*; 影治 照喜*; 松村 明*

Applied Radiation and Isotopes, 61(5), p.1045 - 1050, 2004/11

 被引用回数:9 パーセンタイル:41.6(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

JRR-4で実施されているBNCTにおいて、各患者に付与される吸収線量を評価するために、原研ではJCDSを開発した。従来のJCDSでの線量計算方法は、頭部モデルを10$$times$$10$$times$$10mmメッシュに分割したモデル(ボクセルモデル)を作成して計算を実行する。このJCDSの線量計算精度を向上させるために、頭部モデルを5, 10, 20mmの数種類のボクセルを組合せたボクセルモデルを作成して計算を実行できるマルチボクセル手法を開発した。この計算精度を検証するため、ファントム実験値等との比較を行った。この検証結果によって、JCDSのマルチボクセル手法によって効率的に線量計算精度を向上させることができることを確認した。

論文

Current clinical results of the Tsukuba BNCT trial

山本 哲也*; 松村 明*; 中井 啓*; 柴田 靖*; 遠藤 聖*; 桜井 文雄; 岸 敏明; 熊田 博明; 山本 和喜; 鳥居 義也

Applied Radiation and Isotopes, 61(5), p.1089 - 1093, 2004/11

 被引用回数:36 パーセンタイル:7.25(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

高位のグリオーマの患者9症例に対して、原研JRR-4を使って混合熱-熱外中性子ビームを用いた術中ホウ素中性子捕捉療法(IOBNCT)を実施した。最大熱中性子束は、1.99$$sim$$2.77e+9(n/cm$$^{2}$$/s)であった。この研究における暫定的なサバイバルデータでは、生存期間の中央値は、悪性神経膠腫に対しては23.2か月、悪性星状細胞腫に対しては25.9か月という結果であり、これは他の放射線治療(追加の放射線治療を施す場合/施さない場合のそれぞれ)の結果と一致している。この結果をもとに熱外中性子ビームによるBSHを用いたIOBNCTの新たなプロトコールを計画することが可能となった。

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