Feasibility study of machine learning-based discrimination of , and particles from grayscale radiation images

Laffolley, H.; 坪田 陽一; 辻 智也; 本田 文弥

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1082(Part 2), p.171029_1 - 171029_11, 2026/02

https://doi.org/10.1016/j.nima.2025.171029

日本原子力研究開発機構(JAEA)は福島第一原子力発電所の廃炉作業において、多種多様な放射性試料を分析している。本研究は、多種多様な試料の特性評価プロセスの簡素化と省力化に資する多目的な分析ツールを開発することである。ハイブリッド半導体ピクセル放射線検出器であるMiniPIX TPX Standard検出器を基に、分析装置の開発を開始した。この検出器は、電離放射線の相互作用に基づくグレースケール画像を得ることができ、ピクセルの輝度はエネルギーに対応している。最終的な目標は、、、放射線を区別し、高度に汚染されたサンプルに対して簡便な線スペクトロメトリを含む2次元放射能マップを高速に生成する装置を構築することである。放射線と半導体との相互作用によって生成されたクラスタの形状は、その線種に応じた特徴的な形状となる。放射線画像のクラスタに対し、9つの特徴量に基づき、8つの教師あり機械学習モデルで学習と比較を行った。訓練データセットとしては線(Am)、線(Sr)、線(Co及びCs)に対応する画像を用いた。最良のモデルは約80%の精度で粒子を識別でき、低エネルギー線のみの露光の場合には96%の精度に達し、1画像フレームあたり数マイクロ秒の処理時間で動作する。粒子の識別は100%の精度であった。

Conversion coefficients and air density correction factors for new operational quantities in monoenergetic photon calibration fields

辻 智也; 吉富 寛; 西野 翔; 佐藤 文信*; 谷村 嘉彦

Journal of Radiological Protection, 45(3), p.031519_1 - 031519_8, 2025/09

https://doi.org/10.1088/1361-6498/ae0597

In response to the new operational quantities proposed in ICRU Report 95, we calculated conversion coefficients for high monoenergetic photon calibration fields-specifically, the Am -ray calibration field and the fluorescence X-ray calibration field-both of which are listed in the annex of the ISO 4037 standard series. These coefficients were derived using measured photon spectral fluence. Additionally, correction factors for air density were determined for the low-energy fluorescence X-ray calibration field. Both the conversion coefficients and the air density correction factors were found to vary within the standard uncertainty specified by the ISO 4037 series.

Issues in monitoring orthopedic surgeons with active personal dosemeters when exposed to pulsed X-ray fields during orthopedic procedures

古渡 意彦*; 中上 晃一*; 土方 保和*; 山下 一太*; 平井 悠太*; 松崎 賢*; 盛武 敬*; 辻 智也; Zutz, H.*; Ketelhut, S.*; et al.

Radiation Protection Dosimetry, p.ncaf061_1 - ncaf061_9, 2025/00

https://doi.org/10.1093/rpd/ncaf061

It is crucial to monitor healthcare workers' radiation exposure, especially given the increasing reliance on X-ray imaging technologies. In response to new evidence that the threshold for lens opacity is lower than previously thought, the International Commission on Radiological Protection (ICRP) has revised the annual dose limit for exposure to the lens of the eye. After the revision of the annual eye lens dose limit, the new survey on the dosemeter wearing rate was conducted in Japan. The result showed that despite the presence of monitoring protocols, the dosemeter wearing rate among healthcare workers was still low. Compliance often lacked robust verification measures, especially in smaller medical facilities. Active personal dosemeters (APDs) are commonly used in Japan, although studies suggest that they may underestimate exposure in certain settings, such as pulsed X-ray fields. Passive dosemeters, on the other hand, serve as legal dosemeters, offering a more accurate assessment of radiation exposure. This article addresses issues related to the monitoring of healthcare workers using APDs and clarifies concerns regarding the use of APDs by orthopedic surgeons during procedures involving high-dose X-ray exposure. A series of performance tests suggested that the APDs worn by orthopedic surgeons, who are often exposed to higher dose rates near patients, may underestimate radiation levels during procedures. This underestimation occurs because the surgeons are exposed to pulsed, scattered X-ray fields with energies ranging from 20 and 100 keV. The results also suggest monitoring techniques should be improved to ensure the safety of healthcare workers.

Establishment of a Am gamma calibration field based on international standards and its conversion coefficients

辻 智也; 吉富 寛; 古渡 意彦*; 谷村 嘉彦

Radiation Protection Dosimetry, 200(15), p.1416 - 1424, 2024/09

https://doi.org/10.1093/rpd/ncae186

A Am gamma ()-ray calibration field that meets the requirements for a -ray reference field as specified in the ISO 4037 standard series was established in the Facility of Radiation Standards of the Japan Atomic Energy Agency. The reference air kerma rates were measured using a reference ionization chamber (IC) calibrated by the N-80 quality X-ray calibration field of the national metrology standard in Japan and with a correction to account for differences in photon energy due to the calibration field. Conversion coefficients for the Am -ray calibration field, including those not listed in the ISO 4037 standard series, were calculated based on the measured -ray fluence rate spectra.

Application of transition-edge sensors for micro-X-ray fluorescence measurements and micro-X-ray absorption near edge structure spectroscopy; a case study of uranium speciation in biotite obtained from a uranium mine

蓬田 匠; 橋本 直; 奥村 拓馬*; 山田 真也*; 竜野 秀行*; 野田 博文*; 早川 亮大*; 岡田 信二*; 高取 沙悠理*; 磯部 忠昭*; et al.

Analyst, 149(10), p.2932 - 2941, 2024/03

https://doi.org/10.1039/D4AN00059E

本研究では、ウラン鉱山より採取した黒雲母に含まれるUの分布状態と化学種を分析するため、超電導転移端センサー(TES)をマイクロビーム蛍光X線分光分析時の検出器として用いる手法を開発した。通常のシリコンドリフト検出器(SDD)の約220eVのエネルギー分解能の蛍光X線スペクトルでは、13.615keVのU L線の蛍光X線と13.395keVのRb K線の蛍光X線を分離することは困難であった。一方、TESを用いることにより13keVのエネルギー領域で50eVのエネルギー分解能が達成され、U LとRb Kの蛍光X線を完全に分離することができた。このTESを用いたピーク分離により、マイクロ蛍光X線分析における微量Uの正確なマッピング解析と、マイクロX線吸収端近傍構造分光における信号対バックグラウンド比の減少を達成できた。

2022年度6月企画シンポジウム開催報告記

安岡 由美*; 藤田 博喜; 辻 智也; 辻口 貴清*; 佐々木 道也*; 宮崎 寛之*; 橋間 俊*; 保田 浩志*; 嶋田 和真; 廣田 誠子*

保健物理(インターネット), 57(3), p.146 - 155, 2022/12

https://doi.org/10.5453/jhps.57.146

本報告は、2022年6月28日と29日の2日間にわたり開催された日本保健物理学会(JHPS)の2022年度企画シンポジウムの概要について報告するものである。なお、今回の企画シンポジウムはオンライン会場を主としつつも、希望者が集まって顔を合わせながら接続できる会場が設置されるハイブリッド開催の運びとなり、対面の良さとオンラインの手軽さの両方の利点を上手く活かせたシンポジウムであった。

第3回日本放射線安全管理学会・日本保健物理学会合同大会印象記

渡邊 裕貴; 辻 智也; 廣田 誠子*; 外間 智規; 中嶌 純也; 辻口 貴清*; 木村 建貴*; 小池 弘美*; 中村 夏織*; 桑田 遥*; et al.

保健物理(インターネット), 57(1), p.54 - 64, 2022/03

https://doi.org/10.5453/jhps.57.54

本報告は、2021年12月1日から12月3日の3日間にかけて開催された第3回日本放射線安全管理学会・日本保健物理学会合同大会の概要について報告するものである。なお、本大会は、日本放射線安全管理学会第20回学術大会、日本保健物理学会第54回研究発表会にあたり、金沢市で実施される予定であったが、COVID-19の感染状況を鑑み、Webでの開催となった。

原子力施設等の緊急時における被ばく評価事例集

川崎 将亜; 中嶌 純也; 吉田 圭佑; 加藤 小織; 西野 翔; 野崎 天生; 中川 雅博; 角田 潤一; 菅谷 雄基; 長谷川 里絵; et al.

JAEA-Data/Code 2017-004, 57 Pages, 2017/03

JAEA-Data-Code-2017-004.pdf:2.34MB

原子力施設の事故発生時においては、事故による影響及びその範囲を迅速に把握するために、放出された放射性物質による一般公衆への影響や事故による作業者の個人被ばく線量を早期に評価し報告することが求められる。そのため、原子力科学研究所放射線管理部においては、事故発生時の迅速な対応に資するために、一般公衆及び作業者の被ばく線量評価について、評価方法及び必要となる各種パラメータ等を想定される事故事例ごとにまとめ、事例集を整備した。本事例集では、原子力科学研究所で想定される各種事故に加え、過去の原子力事故で放出された放射性物質による被ばく評価について扱っており、これらは緊急時における被ばく評価についての知見・技術の継承にも用いることができる。

「疎水性, 親水性新規ジアミド化合物によるMA相互分離技術開発」3年間成果のまとめ(受託研究)

佐々木 祐二; 津幡 靖宏; 北辻 章浩; 須郷 由美; 白数 訓子; 池田 泰久*; 川崎 武志*; 鈴木 智也*; 三村 均*; 臼田 重和*; et al.

JAEA-Research 2014-008, 220 Pages, 2014/06

JAEA-Research-2014-008.pdf:41.81MB

文部科学省からの委託事業、原子力システム研究開発事業で行った研究「疎水性,親水性新規ジアミド化合物によるMA相互分離技術開発」3年間の成果をまとめる。本事業は次の3つのテーマからなる、(1)MA+Ln一括分離技術開発:DOODA基礎特性評価、(2)Am/Cm/Ln相互分離技術開発: Ln錯体の基礎特性評価,溶媒抽出分離法,抽出クロマトグラフィー法、(3)分離技術評価: プロセス評価。(1)では新規抽出剤であるDOODAの基礎特性の成果をまとめた。(2)では新規配位子が配位した金属錯体の構造解析結果、抽出剤を使った溶媒抽出結果、及び抽出クロマトグラフィーでのカラム分離結果をまとめた。(3)ではこれら結果を総合して相互分離フローを作成し、それぞれフラクションの元素量,放射能量,発熱量の評価を行った。

JAEA-FRSの静電加速器を用いた中性子測定器の信頼性確保に係る取組

深見 智代; 吉富 寛; 西野 翔; 辻 智也; 海野 和重*; 谷村 嘉彦

no journal, , 

日本原子力研究開発機構放射線標準施設棟(FRS)の単色中性子校正場では、バンデグラフ加速器(4MVペレトロン加速器)で加速した陽子や重陽子をビームライン下流側先端部に取り付けた各種ターゲットに照射してエネルギーが揃った(単色の)中性子を発生させることができ、中性子検出器の開発や性能評価等の目的で原子力機構内外の利用者に数多く利用されてきた。本講演では、加速器施設などの放射線管理に用いる中性子測定器の信頼性確保に必要なインフラを構築するための取組みについて紹介する。