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論文

Performance of a high speed and high density data acquisition system for multiple $$gamma$$-ray detection

木村 敦; 藤 暢輔; 小泉 光生; 古高 和禎; 金 政浩; 大島 真澄

2008 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record (CD-ROM), p.2107 - 2111, 2008/10

大強度陽子加速器計画(J-PARC)の物質・生命科学実験施設(MLF)において、マイナーアクチニド等の中性子核データ取得を目的に、多数のGe検出器を用いたTOF実験を行う予定である。しかしながら、MLFでの実験位置での中性子強度は1.1$$times$$10$$^{8}$$n/s/cm$$^{2}$$と非常に強いため、われわれがこれまでに利用してきたデータ収集システム(DAQ)では対応しきれず、より高速なDAQを開発する必要がある。そこで、現在使用しているDAQを改良した新しいDAQの開発を行った。その結果、エネルギー分解能は1.33MeVの$$gamma$$線に対して半値幅が2.4keV,不感時間が1イベントあたり3.3$$mu$$s、最高イベントレート300k events/sでの測定が可能になったので報告する。

論文

Basic characteristics of a newly developed Si/CdTe Compton camera for medical imaging

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$$times$$2.56 cm, a thickness of 500 $$mu$$m and a strip pitch of 400 $$mu$$m. The CdTe pixel detector has an area of 1.35$$times$$1.35 cm, a thickness of 500 $$mu$$m and a pixel size of 1.35 mm$$^{2}$$. The high-energy resolution detectors (DSSD: $$Delta$$E/E$$sim$$2.5%, CdTe: $$Delta$$E/E$$sim$$1%) enable detect the Compton scatter events of the incident $$gamma$$-rays, in consequence image radioactive multi-nuclide tracer. We evaluated distributions of sensitivity and spatial resolution, and rat study was performed with three tracers ($$^{111}$$In, $$^{131}$$I, $$^{64}$$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 $$gamma$$-ray energies, each tracer imaged separately in vivo, and the difference in distribution among the nuclide was visualized successfully.

論文

Monte Carlo simulation of multi-head Si/CdTe Compton camera for medical imaging

山口 充孝*; 河地 有木; 渡辺 伸*; 小高 裕和*; 武田 伸一郎*; 石川 真之介*; 青野 博之*; 高橋 忠幸*; 荒川 和夫; 中野 隆史*

2008 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record (CD-ROM), p.4000 - 4002, 2008/10

We have developed a prototype of Compton camera using Si/CdTe semiconductors for medical imaging. In the case where the detection area of Compton camera is restricted to small region, position resolution of depth direction is expected to be low. To overcome this weakness, we propose multi-head Compton camera. In this work, we evaluated the position resolutions of single- and double-head Compton camera by using Monte Carlo simulation. After the Monte Carlo simulation, two hit Compton event was selected, and back-projection and image reconstruction were performed in 3D-space. Consequently, the position resolution of the z-axis was about 5.6 mm for double-head camera whereas about 27 mm for single-head camera. These results indicate that the position resolution is improved and clear 3D-image is taken by using multi-head Compton camera.

口頭

Charged-particle-induced luminescence of Sr$$_{4}$$Al$$_{14}$$O$$_{25}$$:Eu$$^{2+}$$,Dy$$^{3+}$$

藤 健太郎; 坂佐井 馨; 中村 龍也; 曽山 和彦; 四竈 樹男*; 永田 晋二*; 土屋 文*

no journal, , 

荷電粒子であるプロトン,ヘリウム,酸素照射下におけるSr$$_{4}$$Al$$_{14}$$O$$_{25}$$:Eu$$^{2+}$$,Dy$$^{3+}$$の蛍光・蓄光特性に関する報告を行う。すべての荷電粒子照射においても、400, 480, 570nmにピークを持つ発光スペクトルが得られた。ここで短波長側の2つのピークはEuに起因する発光であり、長残光特性を有しているが、長波長側のピーク(Dyに起因する発光)は即発成分のみ有することがわかった。この材料に対する照射損傷には多数のパラメータが存在すると考えられ、少なくとも添加している不純物(Eu, Dy)や照射する荷電粒子種によって変化するということが判明した。ここで、粒子種による損傷の違いは材料に対する核的・電子的エネルギー付与の違いによって生じているという傾向が見られた。

口頭

Observation of neutron-induced signals with two-dimensional micro-pixel gas chamber

藤 健太郎; 山岸 秀志; 坂佐井 馨; 中村 龍也; 曽山 和彦

no journal, , 

マイクロピクセル型検出素子及び信号の個別読み出し方式を利用したガス中性子検出器(micro-pixel gas chamber: MPGC)システムを作成し、中性子を用いて特性評価を行った。システムは検出器ヘッド,ガスチェンバ,個別読み出し型ASICボード,エンコーダ,データ収集装置で構成されている。中性子による素子信号は半値幅で約160nsという高速信号であった。ここで、得られたガスゲインはガス圧5atmにおいて50であった。また、出力波高を測定したところ中性子信号のピークが明瞭に観察でき、バックグラウンド成分と容易に弁別できるということがわかった。これらの実験においてガスゲインの変動は観察できなかったことから、安定に動作することが実証された。

口頭

Multiple X-ray coincidence method and its application to element quantification

大島 真澄; 村上 幸弘*; 小泉 光生; 藤 暢輔

no journal, , 

これまでに、$$gamma$$線同時計数法(多重$$gamma$$線検出法)が核種分析において、高エネルギー分解能と高S/N比を実現する有効な手段であることを実証した。この手法の発展型としてX線同時計数法(多重X線検出法)を提案し、原子の励起手段として標準$$gamma$$線源を使用して、元素分析に適用した結果について報告する。$$^{152}Eu$$$$gamma$$線源を用い、発生したX線を2台の低エネルギー$$gamma$$線分析器(LEPS)で同時計数測定を行った。K-X線とL-X線の同時計数ピークが観測され、同時計数測定が可能であることを示し、またS/N比の改善効果を実証した。

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