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奥村 拓馬*; 東 俊行*; Bennet, D. A.*; Caradonna, P.*; Chiu, I.-H.*; Doriese, W. B.*; Durkin, M. S.*; Fowler, J. W.*; Gard, J. D.*; 橋本 直; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 31(5), p.2101704_1 - 2101704_4, 2021/08
被引用回数：1 パーセンタイル：10.62(Engineering, Electrical & Electronic)超伝導転移端センサー(TES)マイクロ熱量計は、優れたエネルギー分解能と高い効率を持った、加速器施設での実験に理想的なX線検出器である。高強度パルス荷電粒子ビームを用いたTES検出器の性能を研究するために、日本の陽子加速器研究施設(J-PARC)でパルスミュオンビームを用いてX線スペクトルを測定した。X線エネルギーの実質的な時間的シフトがパルスミュオンビームの到着時間と相関していることを発見した。これは、最初のパルスビームからのエネルギー粒子の入射によるパルスパイルアップによって合理的に説明された。
X rays奥村 拓馬*; 東 俊行*; Bennet, D. A.*; Caradonna, P.*; Chiu, I. H.*; Doriese, W. B.*; Durkin, M. S.*; Fowler, J. W.*; Gard, J. D.*; 橋本 直; et al.
Physical Review Letters, 127(5), p.053001_1 - 053001_7, 2021/07
被引用回数：15 パーセンタイル：80.44(Physics, Multidisciplinary)超伝導遷移エッジ型センサーマイクロカロリメーターを用いて、鉄のミュー原子から放出される電子X線を観測した。FWHMでの5.2eVのエネルギー分解能により、電子特性
および
X線の非対称の広いプロファイルを約6keVの超衛星線線とともに観察することができた。このスペクトルは、電子のサイドフィードを伴う、負ミュオンと
殻電子による核電荷の時間依存スクリーニングを反映している。シミュレーションによると、このデータは電子殻および殻の正孔生成と、ミュオンカスケードプロセス中のそれらの時間発展を明確に示している。
F from 
O
?Tang, T. L.*; 上坂 友洋*; 川瀬 頌一郎; Beaumel, D.*; 堂園 昌伯*; 藤井 俊彦*; 福田 直樹*; 福永 拓*; Galindo-Uribarri, A.*; Hwang, S. H.*; et al.
Physical Review Letters, 124(21), p.212502_1 - 212502_6, 2020/05
被引用回数：14 パーセンタイル：73.46(Physics, Multidisciplinary)中性子過剰核Fの構造が(
)反応で調査した。
軌道の分光学的因子は1.0
0.3と大きいが、一方で残留核であるOが基底状態である割合は約35%,励起状態は約0.65%であることが明らかになった。この結果は、Fのコア核Oは基底状態とは大きく異なり、Oの
軌道に陽子がひとつ加わることでOとFの中性子軌道が相当に変化していると推測される。これは酸素同位体ドリップライン異常のメカニズムである可能性がある。
河地 有木; 渡邉 茂樹; 佐藤 隆博; 荒川 和夫; 武田 伸一郎*; 石川 真之介*; 青野 博之*; 渡辺 伸*; 山口 充孝*; 高橋 忠幸*; et al.
2008 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record (CD-ROM), p.1540 - 1543, 2008/10
The Compton camera is a very promising medical imaging system when we consider multiple radionuclide imaging and its sensitivity, portability and compactness. We have developed a Compton camera by using Si and CdTe semiconductors for medical imaging. The prototype Compton camera head consists of a double-sided Si strip detector (DSSD) module as the scatter detector and four layered 16 CdTe pixel detector modules as the absorber detector. The DSSD has an area of 2.56
2.56 cm, a thickness of 500 
m and a strip pitch of 400 m. The CdTe pixel detector has an area of 1.351.35 cm, a thickness of 500 m and a pixel size of 1.35 mm
. The high-energy resolution detectors (DSSD: 
E/E
2.5%, CdTe: E/E1%) enable detect the Compton scatter events of the incident 
-rays, in consequence image radioactive multi-nuclide tracer. We evaluated distributions of sensitivity and spatial resolution, and rat study was performed with three tracers (
In, 
I, 
Cu) concurrently-administered. As results, lines of point-source data indicated 4 mm spatial resolution in the center of field of view (FOV) in this experimental design, and a characteristic manner of the distributions in the Compton camera FOV was shown. The nuclides in the rat body were distinguished by the -ray energies, each tracer imaged separately in vivo, and the difference in distribution among the nuclide was visualized successfully.
武田 正紀*; 大川 慶直; 圷 陽一; 鈴木 偉之; 古村 利幸*; 広谷 勉*
日本建築学会大会学術講演梗概集, 0, p.45 - 46, 1994/09
ある地域に建てられた耐震建家について、それよりハザードの高い地域への立地手段として免震構造化する可能性を、建家と機器の年損傷確率の比較により、大局的に把握した。周期領域の異なる免震構造と耐震構造の建家をできるだけ公平に確率論的に評価した結果、同じサイトで建家の信頼性が、同等の時、機器には、免震効果が現われる。さらに免震建家の地震ハザードが高くなっても、機器の信頼性をほぼ同等とする免震構造化が可能なことを示した。
竹田 秀之; 宇佐美 正行; 広沢 尚教; 藤田 喜久; 小谷 美樹; 小又 和洋*
no journal, ,
独立行政法人日本原子力研究開発機構(以下「原子力機構」という。)は、「核原料物質,核燃料物質及び原子炉の規制に関する法律」及び「国際規制物資の使用等に関する規則」に基づき文部科学省へ、保有する国際規制物資の計量管理報告を行っている。原子力機構核不拡散科学技術センターでは、各施設から文部科学省へ報告する国際規制物資に関する計量管理報告データを一元的に管理するために、全社核物質管理システムを構築し、データベース化を図っている。本システムは、操作及びメンテナンスが容易なパソコンを利用して構築したものであり、社内回線を利用し全社にネットワーク化を図っている。また、本システムは、計量管理にかかわる報告用データの処理機能やデータ間の整合性のチェック機能の強化はもとより、プルトニウム管理状況等にかかわる公開データの抽出,集計の処理を可能とする機能も有している。本報告では、本システムのこれらの機能等について紹介する。
竹田 秀之
no journal, ,
独立行政法人日本原子力研究開発機構(以下「原子力機構」という。)は、「核原料物質,核燃料物質及び原子炉の規制に関する法律」及び「国際規制物資の使用等に関する規則」に基づき文部科学省へ、保有する国際規制物資の計量管理報告を行っている。原子力機構核不拡散科学技術センターでは、各施設から文部科学省へ報告する国際規制物資に関する計量管理報告データを一元的に管理するために、全社核物質管理システムを構築し、データベース化を図っている。本システムは、操作及びメンテナンスが容易なパソコンを利用して構築したものであり、社内回線を利用し全社にネットワーク化を図っている。また、本システムは、計量管理にかかわる報告用データの処理機能やデータ間の整合性のチェック機能の強化はもとより、プルトニウム管理状況等にかかわる公開データの抽出,集計の処理を可能とする機能も有している。本件では、本システムのこれらの開発ポイント,機能等について発表する。
河地 有木; 渡邉 茂樹; 佐藤 隆博; 松橋 信平; 荒川 和夫; 武田 伸一郎*; 石川 真之介*; 青野 博文*; 渡辺 伸*; 高橋 忠幸*; et al.
no journal, ,
生体内のさまざまな元素動態を同時に非侵襲的かつ定量的にイメージングする手法は、生命科学に新たな知見を与えることができる。競合する複数分子の同一個体内生理反応システムを多次元的に可視化する、粒子線治療時に照射部位から発生する微量な即発線などを多角的かつ効率的にモニタリングする、などさまざまな応用研究が期待できる。原子力機構・宇宙航空研究開発機構・群馬大学では、この複数元素同時イメージングを目的とし、高エネルギー分解能を持つ半導体検出器を用いたコンプトンカメラの開発を行っている。今回の試作機は400mピッチのDouble-sided Si Strip Detector(DSSD)と4層の1.35mmのピクセルサイズを持つCdTe Detectorに低ノイズアナログASICを組合せて構築した、Si/CdTeコンプトンカメラである。この試作機を用いて、ファントム撮像によるコンプトンカメラ基礎特性評価データを取得し、エネルギーの異なる3核種(511keV: Cu, 364keV: I, 254keV: In)を用いたイメージング実験を行った。その結果、生体内複数核種トレーサの同時イメージングに成功し、またコンプトンカメラの特性である独特な感度分布及び分解能分布、120度以上という広視野角が明確になった。これは装置・RI・画像解析といった実験条件の最適化を容易にし、今後予定している次世代医用コンプトンカメラの開発に向けた基本設計に非常に有用な基礎データである。
河地 有木; 渡邉 茂樹; 藤巻 秀; 石岡 典子; 佐藤 隆博; 神谷 富裕; 荒川 和夫; 渡辺 伸*; 武田 伸一郎*; 石川 真之介*; et al.
no journal, ,
The Compton camera is a next-generation in vivo imaging system. In order to achieve accurate Compton imaging, it is necessary to develop technologies that can be used to detect the Compton scattering in the camera and estimate the direction of a incoming -ray produced by a radiation source. These techniques will be different from the methods used in PET and SPECT to detect the -ray with the coincidence of two points and with the physical collimation. We have developed a prototype Compton camera for in vivo imaging by using semiconductor imaging devices, which has been proved to be successful techniques for the an observation of high-energy astrophysical phenomena. In this camera, double-sided Si strip detectors (DSSDs) serve as scatterers and CdTe pixel detectors serve as absorbers. In this paper, we present some images acquired with the Compton camera; we have also acquired images of radioisotopes in a phantom, which reveal certain characteristic distributions of efficiencies and spatial resolutions.
山口 充孝*; 荒川 和夫; 青野 博之*; 石川 真之介*; 神谷 富裕; 河地 有木; 小高 裕和*; 櫻井 英幸*; 佐藤 隆博; 島田 博文*; et al.
no journal, ,
We have developed a prototype of Compton camera using Si/CdTe semiconductors for medical imaging. In a Compton camera, employing the imaging semiconductors as the component of the Compton camera, with their good energy and position resolution, improves angular resolution and hence sensitivity. Moreover, for the supposed energy range of rays, from several tens keV to a few MeV, silicon is suitable for the scatter of Compton camera since the photo absorption cross section of Si is small and the Compton cross-section is relatively large because of the small atomic number. On the other hand, CdTe is suitable for the absorbers because of its high photo-absorption efficiency for rays of this energy region, due to the large atomic numbers. In this presentation we will summarize the basic principle and performance of the Si/CdTe Compton camera for medical imaging.
吉田 由香里*; 島田 博文*; 河地 有木; 武田 伸一郎*; 石川 真之介*; 青野 博之*; 鈴木 義行*; 櫻井 英幸*; 渡辺 伸*; 山口 充孝*; et al.
no journal, ,
We have developed a prototype Compton camera for medical imaging by using Si/CdTe semiconductor imaging devices. The high detection efficiency for -rays produced by radiation source in the medical imaging devices will improve quality of diagnostic radiological images using radiopharmaceuticals. The Si/CdTe Compton camera is a next-generation medical imaging device because it has good energy and position resolution, and high detection efficiency for -rays. Moreover, it can be used not only to detect the -rays produced by single radiation source, but also to detect the -rays produced by multiple radiation sources. To evaluate the performance of the Si/CdTe Compton camera for medical imaging, we made an experiment of in vivo by using rat and plural radiopharmaceutical.
鈴木 義行*; 吉田 由香里*; 島田 博文*; 加藤 弘之*; 櫻井 英幸*; 河地 有木; 武田 伸一郎*; 石川 真之介*; 青野 博之*; 渡辺 伸*; et al.
no journal, ,
本研究は、現在開発を進めているSi/CdTeコンプトンカメラの医療への応用について検討したものである。本報告では、これまで開発を進めてきたプロトタイプ機を用い、ラットに投与した3核種(In, I, Cu)のイメージング及びファントム実験結果について述べる。さらに、多核種同時イメージングによる新たな診断法及び微小な病変部位の精密診断法について述べるとともに、照射した重粒子イオンの体内位置のリアルタイムモニターによるがん治療の高精度化への期待と今後の臨床利用までの研究計画について述べる。
山口 充孝; 河地 有木; 渡邉 茂樹; 佐藤 隆博; 荒川 和夫; 小嶋 拓治; 神谷 富裕; 渡辺 伸*; 武田 伸一郎*; 小高 裕和*; et al.
no journal, ,
宇宙線観測用に開発されたSi/CdTe半導体コンプトンカメラを重粒子線治療に応用するための技術開発を進めている。シリコン(Si)はコンプトン散乱断面積が比較的大きく、テルル化カドミウム(CdTe)は吸収断面積が大きいほか、半導体の中でも特に密度が高いため、コンプトンカメラとして高い検出効率を実現するための理想的な組合せである。エネルギー分解能が高い半導体検出器を用い、信号処理に低ノイズ電子回路を使用することで、高い位置分解能で複数の核種からの線を同時にイメージングすることができるコンパクトなカメラとなる。今回JAXA/ISASにおいて製作されたSi/CdTeコンプトンカメラの試作機を用い、医学・生物学用に必要な撮像能力についての評価を行った。医学・生物学用途で求められる三次元イメージを取得する能力を評価するため、モンテカルロシミュレーションにより、奥行方向の空間分解能を求め、実際の撮像結果との比較を行った。さらに、マルチヘッド化により空間分解能が改善することをシミュレーションによって再現し、それと実データとを比較した結果についても報告する。
河地 有木; 山口 充孝; 佐藤 隆博; 神谷 富裕; 荒川 和夫*; 渡邉 茂樹; 石岡 典子; 武田 伸一郎*; 石川 真之介*; 青野 博之*; et al.
no journal, ,
コンプトンカメラはPET・SPECTに代わりうる次世代の生体内トレーサイメージング装置といえる。しかし、PETの2点間コインシデンス法やSPECTの物理的コリメータによる線源同定法と異なり、コンプトン散乱事象を精確に検出することで線の飛来方向を同定するコンプトンカメラ法には、数多くの技術的革新が必要であった。近年日本の研究グループでは、さまざまな工夫によりコンプトンカメラを世界に先駆けて実現してきている。中でもわれわれは群馬大学・宇宙航空研究開発機構とともに、宇宙線観測を可能にする最先端半導体検出器を用いたSi/CdTeコンプトンカメラを、生体内トレーサイメージング装置として利用することを目的とした研究開発を行ってきた。今回、開発したプロトタイプ機を用いて、Si/CdTeコンプトンカメラが持つ撮像性能を評価するための実験を行い、医学・生物学用途で必須となる性能(広い視野角度、連続的広がりを持つ線源の撮像能)を有することを確認できた。今後、取得画像の特性を把握し、画像再構成法や画像の定量化といった実用化に向けた研究開発が必須課題となる。
中村 仁宣; 竹田 誠一; 清水 靖之; 竹田 秀之; 青木 里英; 白藤 雅也; 北尾 貴彦; 宮地 紀子
no journal, ,
IAEAにおいて事故後の施設に対する保障措置ガイドライン(関連廃棄物管理を含む)を検討する専門家会合にて、東海再処理施設(TRP/PCDF)の廃止措置と保障措置の関係を報告する。アクセス困難な事故後の施設の場合、一般的には廃止措置に移行することから、通常の施設の廃止措置で実施する保障措置対応が参考例となる。また、通常の施設でも事故後の施設でも核物質の除去や廃棄物管理が主たる活動になっていく。一方、事故後の施設はアクセス困難なため、通常の査察ができないことから、アクセス状況に応じて別な手段を講じる必要があると考えられる。本報告では、東海再処理施設の廃止措置の概要と各段階における計量管理及び保障措置対応について報告するものである。
