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論文

放射線治療遠隔支援のための線量計算システムIMAGINEのグリッド化

斎藤 公明; 手島 直哉; 鈴木 喜雄; 中島 憲宏; 齋藤 秀俊*; 国枝 悦夫*; 藤崎 達也*

FUJITSUファミリ会論文集(インターネット), 20 Pages, 2009/02

放射線治療の品質保証や先端的治療技術の開発への貢献を目的に、超並列計算によって高精度・高速に患者体内の線量分布を計算できる線量計算システムIMAGINEを研究開発している。IMAGINEの実運用に向け、複数の治療施設から同時に大量の線量計算実行要求を受け付けることが想定されるため、われわれはIMAGINEシステムをグリッド化することで線量計算を分散処理し、線量計算ジョブの待ち時間を最小化することを検討した。本稿では、IMAGINEシステムのグリッド化にあたり生じた課題と、それに対して検討し見いだしたグリッドに対する知見として、プログラミングスキルを必要とせず、容易にアプリケーションのグリッド化を可能とする方式について紹介する。

論文

Hydrothermal-method-grown ZnO single crystal as fast EUV scintillator for future lithography

中里 智治*; 古川 裕介*; 田中 桃子; 巽 敏博*; 錦野 将元; 山谷 寛*; 永島 圭介; 木村 豊秋*; 村上 英利*; 斎藤 繁喜*; et al.

Journal of Crystal Growth, 311(3), p.875 - 877, 2009/01

 被引用回数:24 パーセンタイル:87.06(Crystallography)

水熱合成法により成長させた酸化亜鉛の、ニッケル様銀X線レーザー励起による発光の温度依存性を評価した。室温では発光のピーク386nm, 半値全幅15nmであったが、結晶の温度を25Kまで冷却するにつれて発光は短波長シフトし、波長幅も狭くなった。105Kでのストリーク像は寿命0.88nsと2.7nsの2成分で表すことができた。この発光寿命はリソグラフィーに関連した応用研究に用いるのに適切であり、ナノ秒程度の時間幅を持つレーザープラズマEUV光源の評価を行うのに十分な時間スケールである。

論文

ZnO as fast scintillators evaluated with Ni-like Ag laser

古川 裕介*; 田中 桃子; 村上 英利*; 斎藤 繁喜*; 猿倉 信彦*; 錦野 将元; 山谷 寛; 西村 博明*; 三間 圀興*; 鏡谷 勇二*; et al.

レーザー研究, 36(APLS), p.1028 - 1030, 2008/12

EUV領域の光学技術は、この波長領域の光が次世代リソグラフィーの光源として有望であることから盛んに研究されている。短パルス、高輝度のEUVレーザーはこの波長領域の物性研究を推進するのに適した光源である。ここでは、13.9nmのニッケル様銀EUV線レーザーを励起光源として用い、酸化亜鉛のシンチレーション特性について計測した結果を報告する。計測は、試料にEUVレーザーパルスを照射し、分光ストリークカメラを用いて発光の時間分解分光計測を行った。その結果、発光寿命3ns、中心波長380nm発光が観測され、酸化亜鉛がEUV用シンチレーターとして好適であることが見いだされた。

論文

Temperature dependence of scintillation properties for a hydrothermal-method-grown zinc oxide crystal evaluated by nickel-like silver laser pulses

古川 裕介*; 田中 桃子; 中里 智治*; 巽 敏博*; 錦野 将元; 山谷 寛; 永島 圭介; 木村 豊秋; 村上 英利*; 斎藤 繁喜*; et al.

Journal of the Optical Society of America B, 25(7), p.B118 - B121, 2008/07

 被引用回数:24 パーセンタイル:74.95(Optics)

波長13.9nmのEUVレーザーを励起光源として用いた計測により、ZnOとGaNがこの波長領域で優れたシンチレーターであることが見いだされた。特に、ZnOは発光寿命が3nsと短く、380nm付近に明瞭な発光ピークを観測することができた。

論文

Evaluation of fast EUV scintillator using 13.9 nm X-ray laser

田中 桃子; 古河 裕之*; 村上 英利*; 斎藤 繁喜*; 猿倉 信彦*; 錦野 将元; 山谷 寛; 永島 圭介; 鏡谷 勇二*; Ehrentraut, D.*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 112(4), p.042058_1 - 042058_4, 2008/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:58.25

EUV領域の光学技術はこの波長領域の光が次世代リソグラフィーの光源として有望であることから盛んに研究されている。効率的で高速のシンチレーターはキーデバイスの一つである。ここでは、13.9nmのEUVレーザーを用い、酸化亜鉛,窒化ガリウムのシンチレーション特性について計測した結果を報告する。計測は、試料にEUVレーザーパルスを照射し、分光ストリークカメラを用いて発光の時間分解分光観測を行った。その結果、酸化亜鉛で発光寿命3ns,中心波長380nm、窒化ガリウムでは発光寿命5ns,中心波長370nmの発光が確認された。このことから、シンチレーション物質としては酸化亜鉛の方がより好適であることが見いだされた。

論文

Hydrothermal method grown large-sized zinc oxide single crystal as fast scintillator for future extreme ultraviolet lithography

田中 桃子; 錦野 将元; 山谷 寛; 永島 圭介; 木村 豊秋; 古川 裕介*; 村上 英利*; 斎藤 繁喜*; 猿倉 信彦*; 西村 博明*; et al.

Applied Physics Letters, 91(23), p.231117_1 - 231117_3, 2007/12

 被引用回数:50 パーセンタイル:85.45(Physics, Applied)

短パルス極端紫外(EUV)レーザー光を用いてZnO結晶のEUV光に対する光応答を評価した。380nm付近のエキシトン発光の寿命は1.1nsであり、紫外励起の場合と同程度であった。この値は数ナノ秒程度の時間幅を持つEUVリソグラフィー用光源の評価を行うのに十分であり、ZnOがEUV領域までのシンチレーターとして有用であることを示している。

論文

放射線治療の高度化のための超並列シミュレーションシステム

斎藤 公明; 齋藤 秀敏*; 国枝 悦夫*; 成田 雄一郎*; 明上山 温*; 藤崎 達也*; 川瀬 貴嗣*; 金子 勝太郎*; 尾嵜 真浩*; Deloar, H. M.*; et al.

情報処理, 48(10), p.1081 - 1088, 2007/10

科学技術振興機構の戦略的創造研究推進事業CRESTの一環として、外部の大学,医療機関,民間企業とチームを組織し、超並列シミュレーション計算を利用して放射線治療の高度化に貢献するための研究開発を行ってきた。この中で、現在広く行われているX線治療に関して、詳細人体モデルとモンテカルロ計算を利用して高精度線量を短時間に行い、ネットワークを介して医療現場を支援するシステムを開発してきた。さらに、これからの治療として期待される陽子線治療に関して、レーザーにより発生する陽子線を利用して小型で安価な陽子線治療装置を開発するための基礎的な研究を行ってきた。平成14年に開始した本プロジェクトはそれぞれのサブテーマについて成果を挙げ、平成19年度に終了する予定である。これらのプロジェクト研究の全容についてまとめて紹介する。

論文

Extraction behavior of rutherfordium into tributylphosphate from hydrochloric acid

羽場 宏光*; 塚田 和明; 浅井 雅人; 豊嶋 厚史; 石井 康雄; 當銘 勇人; 佐藤 哲也; 西中 一朗; 市川 隆俊; 市川 進一; et al.

Radiochimica Acta, 95(1), p.1 - 6, 2007/01

 被引用回数:15 パーセンタイル:73.12(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

逆相抽出クロマトグラフ法を用い、7.2-8.0M塩酸溶液中におけるラザホージウム(Rf)並びにその軽同族体Zr, Hfのトリブチルりん酸(TBP)への溶媒抽出挙動を調べた。Rf, Zr並びにHfの抽出率が塩酸濃度の増加とともに増加し、抽出されやすさの順列がZr$$>$$Hf$$sim$$Rfであることが明らかとなった。これら三元素の塩化物錯体の形成順列を考慮すると、Rf四塩化物のTBP錯体の安定性がZr, Hfよりも低いことが示唆される。

論文

Investigations of different kilovoltage X-ray energy for three-dimensional converging stereotactic radiotherapy system; Monte Carlo simulations with CT data

Deloar, H. M.*; 国枝 悦夫*; 川瀬 貴嗣*; 角尾 卓紀*; 齋藤 秀敏*; 尾嵜 真浩*; 斎藤 公明; 高木 俊治*; 佐藤 理*; 藤崎 達也*; et al.

Medical Physics, 33(12), p.4635 - 4642, 2006/12

 被引用回数:13 パーセンタイル:41.49(Radiology, Nuclear Medicine & Medical Imaging)

適切な中エネルギーX線を用いることで患部のより高い線量均一性を実現し、小さな肺腫瘍を処置するための3次元集光治療(3DCSRT)の研究を進めている。CTシステムを改良したノンコプラナ集光治療装置のシミュレーションを、147.5, 200, 300, 500kVpの4種類のX線を用いることを想定して、BEAMnrcコードを用いて行った。kVp領域のX線とMV領域のX線との線量均一性の違いをCTデータに基づくファントムを用いて比較した。ターゲットの中心の周囲から3種類のノンコプラナアークで照射することを想定した。線量体積ヒストグラムに関して比べた場合、kVpエネルギーのX線の線量均一性はMVエネルギーのX線に比べて優れていることが明らかになった。肋骨における線量をなるべく抑制することを合わせて考慮すると、3DCSRTには500kVpのX線が最も適していることが明らかになった。

論文

「ファントムの開発及び利用に関する専門研究会」に関する報告,1

斎藤 公明; 木名瀬 栄; 藤崎 達也*; 平岡 武*; 齋藤 秀敏*; 津田 修一; 佐藤 薫; 高島 房生*

保健物理, 41(3), p.158 - 168, 2006/09

日本保健物理学会の「ファントムの開発及び利用に関する専門研究会」は、平成16年度と17年度の2年間活動を実施した。ファントムは放射線防護,医療,放射線影響解析等の分野で不可欠なツールとして用いられてきたが、最近の医療画像技術や計算科学技術の発展に支えられて、さまざまなファントムが開発され、その利用は急速に拡大しつつある。本専門研究会では、物理ファントムと数学ファントムの両方を対象として、最新の情報を収集・整理するとともに、ファントムはどうあるべきか,今後どのように使用して行くべきか等の議論を行う場を提供することを目的に活動を行った。本稿では、この活動の中で得られた情報と議論をまとめて2回のシリーズで紹介する。第1回は、光子及び中性子を対象とした組織等価材,ボクセルファントム,内部被ばく線量評価に関する話題を取り上げている。

論文

Dose calculation system for remotely supporting radiotherapy

斎藤 公明; 国枝 悦夫*; 成田 雄一郎*; 木村 英雄; 平井 正明*; Deloar, H. M.*; 金子 勝太郎*; 尾嵜 真浩*; 藤崎 達也*; 明上山 温*; et al.

Radiation Protection Dosimetry, 116(1-4), p.190 - 195, 2005/12

 被引用回数:2 パーセンタイル:18.81(Environmental Sciences)

光子・電子を利用した放射線治療を支援するために、患者体内の正確な線量分布を計算するためのコードシステムを開発している。このシステムでは高度人体モデル,詳細加速器ヘッドモデルとモンテカルロ計算を利用してリアリスティックな計算を行うことを目指している。線量計算センターに設置したITBL計算機上で計算を実施し、ネットワークを介して関連したデータの送受信を行う。日本で多数行われている現行の治療の品質保証を支援するとともに、先端的治療へ適用することも計画されている。研究開発プロジェクトは2003年の11月に5年計画でスタートした。システムの基本的な構成部分は既にできあがっており、これを用いて患者の体内と体外の放射線場の特徴が明らかにされてきた。この基礎研究の成果に基づいて最終システムのデザイン,構築が行われる。

論文

Study of stellar reactions in explosive hydrogen burning with CRIB

久保野 茂*; 寺西 高*; 野谷 将広*; 山口 英斉*; 齋藤 明登*; He, J. J.*; 若林 泰生*; 藤川 尚志*; Amadio, G.*; 馬場 秀忠*; et al.

Nuclear Physics A, 758, p.733 - 736, 2005/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Physics, Nuclear)

CRIBからの短寿命核ビーム$$^{17}F$$を用いて陽子非弾性散乱を測定した。これにより爆発的水素燃焼過程を理解するうえで重要な$$^{14}O(alpha,p)^{17}F$$における共鳴状態の核物理パラメタを求めた。$$^{23}Mg$$ビームによる非弾性散乱実験の結果も合わせて報告する。

論文

Chemical studies on rutherfordium (Rf) at JAERI

永目 諭一郎; 塚田 和明; 浅井 雅人; 豊嶋 厚史; 秋山 和彦; 石井 康雄; 佐藤 哲也; 平田 勝; 西中 一朗; 市川 進一; et al.

Radiochimica Acta, 93(9-10), p.519 - 526, 2005/00

 被引用回数:29 パーセンタイル:88.24(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

東海研究所タンデム加速器を用いて進めてきた超重元素(104番元素)ラザホージウム(Rf)の単一原子レベルでの化学挙動研究について報告する。特に短寿命(78秒)で数分間に1原子の割合で生成するRfのイオン交換挙動を調べるために開発した自動迅速イオン交換分離装置の概要を紹介する。また最近得られたRfのフッ化物錯体のイオン交換挙動について詳しく述べる。これはRfのフッ化水素酸溶液中での陰イオン交換挙動が、周期表同族元素であるジルコニウムやハフニウムの挙動とは大きく異なっていて、Rfのフッ化物形成に相対論効果が寄与している可能性を指摘する興味深い結果である。

論文

Elution curve of Rutherfordium (Rf) in anion-exchange chromatography with hydrofluoric acid solution

豊嶋 厚史; 羽場 宏光*; 塚田 和明; 浅井 雅人; 秋山 和彦; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 雑賀 大輔*; 松尾 啓司*; 佐藤 渉*; et al.

Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences, 5(2), p.45 - 48, 2004/12

フッ化水素酸溶液系での陰イオン交換クロマトグラフィーにおける104番元素ラザホージウムの溶離曲線を、単一原子レベルで初めて測定した。5.4モルフッ化水素酸中での分配係数を溶離曲線のピーク容量から28$$pm$$6mL/gと決定した。

口頭

EUVレーザー励起によるZnOの時間分解発光スペクトル

古川 裕介*; 村上 英利*; 斎藤 繁喜*; 猿倉 信彦*; 西村 博明*; 三間 圀興*; 田中 桃子; 錦野 将元; 山谷 寛; 永島 圭介; et al.

no journal, , 

酸化亜鉛(ZnO)は紫外領域での次世代発光材料として注目されている。本研究では、短パルス極端紫外(EUV)レーザー光を用いてZnO結晶のEUV光に対する光応答を評価した。真空チャンバー内に置いたZnO結晶にEUVレーザー光($$lambda$$=13.9nm)を照射し、ZnOからの発光スペクトルと時間プロファイルを、分光器を組合せたストリークカメラを用いて測定した。UVレーザー光($$lambda$$=351nm)によって励起した場合のZnOからの発光スペクトルとその時間プロファイルについても同じ測定条件の下で測定した。EUVレーザー励起の発光寿命は、2.6nsであり、UVレーザー励起の場合は2.8nsであった。このEUVレーザー光とUVレーザー光に対するZnOの一様な光応答は、ZnOがUV領域からEUV領域までのシンチレーターとして有用であることを示している。

口頭

Verification of the dose calculation system IMAGINE for providing benchmark X-ray therapy doses through computer networks

斎藤 公明; 国枝 悦夫*; 成田 雄一郎*; 明上山 温*; 齋藤 秀敏*

no journal, , 

The dose calculation system IMAGINE for remotely providing accurate doses for X-ray therapy has been developed. The system performs Monte Carlo simulations with precise models on the patient body and the irradiation head exclusively at the dose calculation center, and provides the calculated dose distributions to the hospital through computer networks. The system can be operated remotely by plural different users in parallel, and support many medical facilities widely. The system intends to provide benchmark doses which would be used for the quality assurance and control (QA/QC) of radiation therapy, and also to support advanced treatments like IMRT and CTRTx (CT radiotherapy) which need sophisticated dose calculations. The system will be completed in FY2007 after being modified considering consequences of the verification test.

口頭

X線治療遠隔支援のためのモンテカルロ線量計算システムIMAGINEの開発

斎藤 公明; 国枝 悦夫*; 成田 雄一郎*; 金子 勝太郎*; 平井 正明*; 奥 洋平*; Deloar, H. M.*; 藤崎 達也*; 明上山 温*; 齋藤 秀敏*

no journal, , 

詳細人体モデルとモンテカルロ並列計算を利用してX線治療における患者体内の線量分布を高速・高精度で計算し、ネットワークを介して複数の治療施設を支援するシステムIMGINEの開発を、JST戦略的創造研究事業の一環として平成14$$sim$$19年度に行った。本システムは、どのような条件においても基準となる精度の高い線量分布を提供して治療のQC/QAに寄与することを目指し、モンテカルロ計算精度の低下につながる近似計算をできる限り排除する設計とした。また、一般ユーザーにも容易に使用が可能なよう、市販の治療計画装置をユーザーインターフェイスとして用いる構成としている。システムの開発の中で、EGS4コードをベースにした線量計算エンジン,光子スペクトル計算エンジンの開発・整備と並列化,正確な光子スペクトルを評価するためのコミッショニング手法の確立,人体モデル自動作成ソフトの開発,データの変換・転送並びにジョブ実行の指令を司るサーバ類の開発等を行った。進行中のシステム実証・検証試験の結果を基に改良を加え、19年度中にシステムが完成する予定である。

口頭

EUVレーザーを用いた固体の時間分解分光

猿倉 信彦*; 古川 裕介*; 村上 英利*; 斎藤 繁喜*; 西村 博明*; 三間 圀興*; 田中 桃子; 錦野 将元; 山谷 寛; 永島 圭介; et al.

no journal, , 

EUV領域の光学技術は、この波長領域の光が次世代リソグラフィーの光源として有望であることから盛んに研究されている。短パルス,高輝度のEUVレーザーはこの波長領域の物性研究を推進するのに適した光源である。ここでは、13.9nmのEUVレーザーを用いて酸化亜鉛,窒化ガリウムのシンチレーション特性について計測した結果を報告する。計測は、試料にEUVレーザーパルスを照射し、分光ストリークカメラを用いて発光の時間分解分光計測を行った。その結果、酸化亜鉛で発光寿命3ns,中心波長380nm,窒化ガリウムで発光寿命5ns,中心波長370nmの発光が観測され、酸化亜鉛がEUV用シンチレーターとして好適であることが見いだされた。

口頭

Cross-sectional hydrogen content and mass density profiles of DLC film by neutron and X-ray reflectivity

尾関 和秀*; 米村 雅雄*; 増澤 徹*; 斎藤 秀俊*; 大越 康晴*; 平栗 健二*; 武田 全康

no journal, , 

DLC膜中の水素量は、DLC膜の機械的特性や膜そのものの微視的構造に大きく影響を与えるため、特性を制御したDLC膜を作成するために重要な因子である。本研究ではH$$_{2}$$/CH$$_{4}$$比を変えながら、プラズマCVD法によりDLC膜を作成して、その水素量と膜密度の厚さ方向分布を中性子反射率法とX線反射率法を併用して求め、ERDAの結果と比較した。また、表面のO/Cの原子数比をXPSによって調べた。これらの結果を総合すると、水素存在量と膜密度は表面から深くなるにしたがって増加し、XPSの結果とも比較すると、表面の水素密度は膜の内部よりも小さいことが明らかになった。

口頭

HDEHPを用いた三価重アクチニドの溶媒抽出挙動

高山 玲央奈*; 大江 一弘*; 小森 有希子*; 藤沢 弘幸*; 栗山 亜依*; 菊谷 有希*; 菊永 英寿*; 笠松 良崇*; 吉村 崇*; 高橋 成人*; et al.

no journal, , 

本研究では、HDEHP(Di(2-ethylhexyl) phosphoric acid)を抽出剤として三価のアクチニド(Ac, Am, Cm, Cf, Es, Fm)並びにランタノイドの抽出定数($$it K$$$$_{ex}$$)に関して系統的な比較を行った。$$^{241}$$Am, $$^{243}$$Cm, $$^{249}$$Cf, $$^{253}$$Es, $$^{144}$$Pmトレーサー並びにPmを除くランタニド混合溶液を用いてそれぞれの$$it K$$$$_{ex}$$を決定した。また、大阪大学核物理研究センターのAVFサイクロトロンにおいて$$^{238}$$U($$^{16}$$O, 4n)反応によって合成した$$^{250}$$Fm(半減期30分)を用いて、その$$it K$$$$_{ex}$$を測定した。ランタノイドとアクチノイドの$$it K$$$$_{ex}$$は直線的に増加せず、段階状のテトラド効果を示すことがわかった。また、Am, Cm, Cf並びにEsの$$it K$$$$_{ex}$$はそれぞれイオン半径が同程度のランタノイド元素とほぼ同じ値を持つ一方で、Fmの$$it K$$$$_{ex}$$はイオン半径の近いDyの$$it K$$$$_{ex}$$より明らかに小さいことを見いだした。

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