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論文

Instrumentation for diagnostics and control of laser-accelerated proton (ion) beams

Bolton, P.; Borghesi, M.*; Brenner, C.*; Carroll, D. C.*; De Martinis, C.*; Fiorini, F.*; Flacco, A.*; Floquet, V.*; Fuchs, J.*; Gallegos, P.*; et al.

Physica Medica; European Journal of Medical Physics, 30(3), p.255 - 270, 2014/05

Suitable instrumentation for laser-accelerated proton (ion) beams is critical to the development of integrated, laser-driven ion accelerator systems. Instrumentation aimed at beam diagnostics and control must be applied to the driving laser pulse, the laser-plasma that it forms at the target and the emergent proton (ion) bunch in a correlated way to develop these novel accelerators. This report is a brief overview of established diagnostic techniques and new developments based on material presented at the first workshop on "Instrumentation for Diagnostics and Control of Laser-accelerated Proton (ion) Beams" in Abingdon, UK. It includes radiochromic film (RCF), image plate (IP), the micro-channel plate (MCP), the Thomson spectrometer, prompt inline scintillation, time and space-resolved interferometry (TASRI) and nuclear activation schemes. Repetition-rated instrumentation requirements for target metrology are also addressed.

論文

Radionuclide production

橋本 和幸; 永井 泰樹

Comprehensive Biomedical Physics, Vol.8, p.219 - 227, 2014/00

医療用放射性核種は、原子炉及び加速器で製造されている。原子炉の熱中性子束は、加速器中性子源など他の中性子源のものよりも数桁高いため、半減期が数日以上の医療用放射性核種の大量製造に重要な役割を果たしている。一方、加速器では、半減期が数分以上の医療用放射性核種が製造されている。加速器工学やターゲット工学の近年の進歩により、高フラックスの制動放射線や強力な高エネルギー加速器中性子を得ることが可能となっており、医療用放射性核種の新しい製造法の研究が行われている。

論文

Microdosimetric study for secondary neutrons in phantom produced by a 290 MeV/nucleon carbon beam

遠藤 暁*; 田中 憲一*; 高田 真志*; 鬼塚 昌彦*; 宮原 信幸*; 佐藤 達彦; 石川 正義*; 前田 直子*; 早渕 直文*; 静間 清*; et al.

Medical Physics, 34(9), p.3571 - 3578, 2007/09

 被引用回数:6 パーセンタイル:72.68(Radiology, Nuclear Medicine & Medical Imaging)

重粒子線治療における線量評価において、荷電粒子による被ばく線量は精度よく測定されているが、2次中性子による被ばく線量を測定した例はほとんどない。したがって、本研究では、290MeV/nの炭素ビームをアクリルファントムに照射したときの2次中性子線量分布をTEPCを用いて測定した。その結果、重粒子線治療における中性子被ばく線量の寄与はそれほど大きくないことがわかった。また、測定値を粒子輸送計算コードPHITSによるシミュレーション結果と比較したところ、比較的よい一致が得られた。

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 俊二*; 佐藤 理*; 藤崎 達也*; et al.

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

 被引用回数:11 パーセンタイル:59.49(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

Dose properties of a laser accelerated electron beam and prospects for clinical application

Kainz, K. K.*; Hogstrom, K. R.*; Antolak, J. A.*; Almond, P. R.*; Bloch, C. D.*; Chiu, C.*; Fomytskyi, M.*; Raischel, F.*; Downer, M.*; 田島 俊樹

Medical Physics, 31(7), p.2053 - 2067, 2004/07

 被引用回数:24 パーセンタイル:40.06(Radiology, Nuclear Medicine & Medical Imaging)

レーザー航跡場加速の技術が発展してきたので、その医学への応用が可能になりつつある。特に超小型の医療用加速器としての利用が考えられる。現行の実験条件でも丁度適切ながん電子治療装置を設計できる。その基本コンセプトを提示する。このさまざまな利用形態についても議論する。

論文

ホウ素中性子捕捉療法のための線量評価システム(JCDS)の検証

熊田 博明; 山本 和喜; 鳥居 義也; 松村 明*; 中川 義信*

Japanese Journal of Medical Physics, Vol.23, Supplement 3, p.292 - 295, 2003/09

現在原研では、JRR-4で実施されているホウ素中性子捕捉療法(BNCT)に対して、より精度の高い線量評価を行うため、患者頭部内の照射線量を計算によって評価するBNCT線量評価システム(JCDS)の開発を行っている。JCDSは患者の医療画像データをもとに患者頭部の3次元モデルを作成し、モンテカルロコード:MCNP-4Cによって線量計算を行うものである。このJCDSの計算精度とBNCTへの適用性を明らかにするため、円筒水ファントム実験値との比較、これまで熱中性子ビームを使って行われたBNCTから得られた実測データとの比較により検証を行った。ファントム実験値に対しては表面を除く領域で5%以下の制度であることを確認した。実際のBNCTの実測データとの比較では、熱中性子束の最大値に対して標準偏差で8%以下であった。これらの評価結果と今後の開発について報告を行う。

論文

Study on advancement of ${it in vivo}$ counting using mathematical simulation, in Japanese

木名瀬 栄

Medical Physics, 30(5), P. 994, 2003/05

計算シミュレーションによる体外計測装置の数学的校正手法を開発した。この手法による計数効率や応答関数については、日本原子力研究所の全身カウンタを対象としてシミュレーションを行い、実測結果とよく一致した計算結果が得られることが確認できた。また、実測及び計算シミュレーションにより、体外計測装置による体内放射能評価の不確かさについて解析し、体内放射能評価の不確かさにおいて体内放射能分布による体外計測装置計数効率の変動、計測装置による測定の統計誤差が大きく影響することがわかった。

論文

放射光X線を用いた屈折コントラストによる骨画像

森 浩一*; 関根 紀夫*; 佐藤 斉*; 鹿野 直人*; 島雄 大介*; 塩飽 秀啓; 兵藤 一行*; 岡 寛*

Japanese Journal of Medical Physics, 22(1), p.13 - 19, 2002/03

一般的な臨床では、X線波動の振幅の変化によるX線透過強度の違いを、画像コントラストとして表す「吸収コントラスト法」により、人内部構造を観察する。一方、放射光の高輝度性、平行性を利用することで、X線波動の位相変化または位置に対する位相変化を画像コントラストとして表す「屈折コントラスト法」にて内部構造を観察することができる。今回、乾燥人骨と小動物下肢骨を用い骨構造の観察を行った。実験はSPring-8医学利用ビームラインBL20B2にて行った。撮影条件として、照射エネルギーと、試料と検出器(X線フィルム)間距離を変化させた。その結果、中エネルギー領域では骨梁構造が、高エネルギー領域では骨辺縁部構造の描画能が高いことがわかった。また、小動物下肢骨撮影においては、従来法では確認が困難であった緻密質に及ぶ骨折が観察できた。屈折コントラスト法は、吸収コントラスト法に比べ微細構造の描写能が高いことがわかった。臨床に応用すれば、従来法より低い線量でより情報量の多い画像が得られることがわかった。

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