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論文

Application of voxel phantoms and Monte Carlo method to whole-body counter calibrations

木名瀬 栄; 高木 俊治*; 野口 宏; 斎藤 公明

Radiation Protection Dosimetry, 125(1-4), p.189 - 193, 2007/07

 被引用回数:14 パーセンタイル:24.89(Environmental Sciences)

全身カウンタの校正において、ボクセルファントムとモンテカルロ法を用いた数学的校正手法の適用を行った。ボクセルファントムとモンテカルロ法を用いた全身カウンタの数学的校正手法による結果は、実測による校正結果と良い一致を示し、その妥当性が確認された。

論文

Comparison of synchrotron radiation calculations between analytical codes(STAC8,PHOTON) and Monte Carlo codes (FLUKA,EGS4)

Liu, J. C.*; Fasso, A.*; Prinz, A.*; Rokni, S.*; 浅野 芳裕

Radiation Protection Dosimetry, 116(1-4), p.658 - 661, 2005/12

 被引用回数:4 パーセンタイル:65.11(Environmental Sciences)

筆者が開発したSTAC8コードをSLAC, SSRLビームラインに適用した場合の解析結果をFLUKAやEGS4及びPHOTONと比較し、その有効性を実証した。また、STAC8コードの計算機能のうちでダブル散乱線評価やミラー反射による放射光計算の有効性についても議論する。

論文

Application of EGS4 code to evaluation of specific absorbed fractions and S values for internal dosimetry

木名瀬 栄

KEK Proceedings 2005-3, p.292 - 297, 2005/06

本研究では、電磁カスケードモンテカルロ計算コードEGS4, MIRD5型ファントム及び人体を正確に表現するボクセルファントムを用い、内部被ばく線量評価で必要になる比吸収割合(SAF)やS値を評価した。その結果、SAFやS値評価において、EGS4コードが有効であることを示した。また、SAFやS値は、臓器重量に大きく依存することや人体構造の相違に依存することを明らかにした。

論文

モンテカルロ電子輸送コード(EGS4-SPGコード)を用いた300keV電子ビーム照射空気中の空間線量率分布計算

箱田 照幸; 花屋 博秋; 金子 広久; 宮下 敦巳; 小嶋 拓治

Radioisotopes, 54(6), p.161 - 168, 2005/06

電子の媒質中での3次元的な挙動を計算できるモンテカルロ電子輸送コード(EGS4-SPGコード)を用いて、300keVの電子ビーム(EB)照射空気中のエネルギーフルエンス率値を計算により求めた。その計算の妥当性の評価のため、計算結果とカロリメータによる実測値と比較した。この結果、空気中の深度に対する計算値は、照射容器の電子入射窓から4.5$$sim$$16.2cmの距離における実測値に$$pm$$1.3%の誤差範囲内で一致した。また計算結果から、照射容器の電子入射窓からの距離が4.5cm以上では各フィラメント下でのエネルギーフルエンス率分布の重なり合いが十分となり、フィラメントに対するカロリメータの検出器位置によらずに均一なエネルギーフルエンス率分布が得られることがわかった。一般的に、300keV以下のEB照射空気中のエネルギーフルエンス率の実測は困難である。しかし、例えば一つの位置の比較であっても、このように計算と実測の整合性をとることにより、同形式の照射ジオメトリについては、計算によりエネルギーフルエンス率分布を評価することが可能であることがわかった。

論文

Evaluation of counting efficiency of whole-body counter using voxel phantoms

木名瀬 栄; 高木 俊治*; 野口 宏; 斎藤 公明

Proceedings of 11th International Congress of the International Radiation Protection Association (IRPA-11) (CD-ROM), 7 Pages, 2004/05

原研では、これまで、被検者の体格や臓器形状はもとより体内放射能分布を任意に設定可能とするボクセルファントムを用いた全身カウンタの数学的校正手法を開発した。本研究では、原研で校正に利用している水ブロックファントムをボクセル化したもの,日本人成人男性,成人女性のCT画像から構築したOtoko,Onagoボクセルファントムについての全身カウンタ応答を計算評価するとともに、計数効率曲線の相違について比較検討した。また、ボクセルファントムを用いた全身カウンタの数学的校正手法の妥当性を検証するため、水ブロックファントムについての全身カウンタの応答及び計数効率を実測評価した。その結果、実測により得られた計数効率は、水ブロックファントムに含有する放射能の不確かさ(18%)を起因とした誤差が大きいこともあるが、Cs137,K40いずれも計算結果と最大$$pm$$8%の誤差の範囲内で一致し、評価手法の妥当性が検証された。また、Otoko,Onagoボクセルファントムの計数効率は、水ブロックファントムの計数効率より最大1.7倍大きくなることがわかった。

論文

Evaluation of S values for beta-ray emitters in voxel phantoms

木名瀬 栄; Zankl, M.*; 船曳 淳*; 野口 宏; 斎藤 公明

KEK Proceedings 2003-15, p.45 - 52, 2004/02

放射線防護分野や医療分野では、さまざまなベータ線放出核種の線量評価を適切に実施できるようにする必要がある。現在、内部被ばく線量、特に臓器・組織吸収線量を適切に評価するために、S値が利用されているが、ポジトロンCT(PET)に利用される陽電子放出核種や膀胱内ベータ核種に対するS値のデータが少ない。こうした状況を踏まえ、本研究では、モンテカルロシミュレーション及びボクセルファントムの利用により、脳全体及び膀胱壁に対するベータ線放出核種のS値を評価した。核種は、F-18等のPET核種及びC-14やP-32等の研究用RI核種とした。その結果、PET核種に対する脳全体へのS値について、陽電子と消滅$$gamma$$線の寄与を定量的に明らかにするとともに、陽電子と消滅$$gamma$$線に対する系統的評価を可能にした。また、研究用RI核種に対する膀胱壁へのS値については、既存のS値が線量を過大評価する傾向があり、モンテカルロ計算による適切なS値評価を行う必要があることがわかった。

論文

$$gamma$$線検出システムの設計・最適化用EGS4-UCDODユーザーコードの開発

大石 哲也

RIST News, (36), p.12 - 20, 2003/10

さまざまなタイプの放射線源に対し、$$gamma$$線検出システムを効率良く設計・最適化するためのEGS4ユーザーコード(EGS4-UCDOD)を開発した。本ユーザーコードは、PRESTAアルゴリズムやCG法を組みこんだPRESTA-CGを基盤としており、これに材質の断面積の計算に関する最新の知見を導入するとともに、既存及び追加のさまざまな機能を一つに統合し、取り扱いを容易にしたユーザーコードである。放射線源の定義部分と光子の追跡部分との二つに、それぞれ以下の機能を追加した。前者には、取り扱いを容易にするための線源体系の選択機能や計算時間を短縮するための再定義線源の利用に関する機能を追加した。後者には、複数の検出器間における同時・逆同時計数事象を評価する機能及び複数の着目領域における光子の挙動の追跡機能を追加した。本報告では、開発したユーザーコードの適用例を紹介するとともに、その有効性について述べる。

論文

Evaluation of specific absorption fractions in voxel phantoms using Monte Carlo simulation

木名瀬 栄; Zankl, M.*; 桑原 潤; 佐藤 薫; 野口 宏; 船曳 淳*; 斎藤 公明

Radiation Protection Dosimetry, 105(1-4), p.557 - 563, 2003/09

 被引用回数:18 パーセンタイル:20.8(Environmental Sciences)

内部被ばく線量評価では、比吸収割合 (SAF) を正確に求める必要がある。SAFは、ある線源組織内で特定の種類の放射線として放出されたエネルギーのうち、ある標的組織の単位質量あたりに吸収される割合として定義され、これまでMIRD-5型ファントムを用いて評価されてきた。しかし、近年CTやMRIにより得られた人体断面画像を利用して構築されたボクセルファントムが開発され、SAFのより現実的な評価が可能となってきた。原研では、これまで日本人成人のボクセルファントムを男女それぞれ1体ずつ (Otoko,Onago) 構築し、ボクセルファントムに対する外部被ばく線量評価用EGS4ユーザーコード (UCPIXEL) を開発した。本研究では、UCPIXELコードを内部被ばく線量評価用コード (UCSAF) に拡張し、そのコードの妥当性検証を行った。また、SAFに及ぼすファントムの相違の影響を検討した。

論文

Application of a Ge semi-conductor detector to whole-body counter

木名瀬 栄; 野口 宏; 中村 尚司*

Radiation Protection Dosimetry, 105(1-4), p.467 - 472, 2003/09

 被引用回数:4 パーセンタイル:64.86(Environmental Sciences)

近年、ゲルマニウム半導体検出器を用いた全身カウンタが構築されている。従来のNaI(Tl) シンチレーション検出器を用いた全身カウンタに較べ、高エネルギー分解能により体内混合核種の解析が容易になる。しかし、多様な人体全身に分布する核種に対し、小さな結晶のゲルマニウム半導体検出器を用いた全身カウンタでは測定視野が不十分になるため、検出器の個数や配置が重要になる。こうした状況を踏まえ、ゲルマニウム半導体検出器を用いた全身カウンタの最適設計を検討するため、ゲルマニウム半導体検出器の基礎的データであるピーク効率について計算シミュレーション及び実測を行い、計算によるピーク効率算出法の検証を行った。その結果、微小線源に関する光子エネルギーとピーク効率の関係 (ピーク効率曲線)ばかりでなく、ファントムのような体積線源に対するピーク効率についても、計算によって評価可能であることが明らかになった。したがって、ゲルマニウム半導体検出器を用いた全身カウンタを設計するうえで、本計算法の利用は非常に有効であるといえる。

論文

An EGS4 user code developed for design and optimization of $$gamma$$-ray detection systems

大石 哲也; 堤 正博; 杉田 武志*; 吉田 真

Journal of Nuclear Science and Technology, 40(6), p.441 - 445, 2003/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:87.47(Nuclear Science & Technology)

さまざまな種類の放射性線源を対象とした、$$gamma$$線検出システムの設計及び最適化を目的としてEGS4ユーザーコードを開発した。本コードは、PRESTA-CGに基づいて作製された。PRESTA-CGは、EGS4における電子輸送に関する部分を改良するとともに、組み込み体系法(CG法)が利用できるように特化されている。本ユーザーコードの主な追加機能は、線源の定義に関するものと光子の輸送に関するものとの二つに分けられる。妥当性の検証のために、開発したユーザーコードを二種類の検出システムに適用した。その結果、本ユーザーコードにより、簡易な操作を行うだけでさまざまな線源に対する複雑な検出システムの詳細なレスポンス解析が可能であることがわかった。

報告書

計算シミュレーション手法に基づく体外計測法の高度化に関する研究

木名瀬 栄

JAERI-Research 2003-011, 104 Pages, 2003/05

JAERI-Research-2003-011.pdf:5.11MB

本研究では、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。これにより、被検者について多種多様な人体形状,放射能分布を模擬することが可能となり、体外計測装置による体内放射能評価を高精度化することができる。数学的校正手法の拡張として、計算シミュレーションによる体外計測装置の計数効率曲線を評価する方法を開発し、計数効率における散乱線の影響を定量的に明らかにするとともに、体外計測装置校正にかかわる体格依存性補正法を開発し、体表面積を補正因子とした体格依存性補正式を提案した。また、本研究では、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を示した。さらに、半導体検出器による体外計測装置の高精度化について検討を行い、ゲルマニウム半導体検出器のピーク効率曲線の評価法,ゲルマニウム半導体検出器とNaI(Tl)シンチレーション検出器のそれぞれの長所をいかした体外計測装置,ゲルマニウム半導体検出器を用いた全身カウンタの具体的設計案を提案し、数学的校正手法の有効性を示した。

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

Comparison of synchrotron radiation calculation between EGS4, FLUKA, PHOTON and STAC8

浅野 芳裕; Liu, J. C.*

KEK Proceedings 2002-18, p.48 - 54, 2003/01

放射光はいままでそのエネルギーが低く、あまり遮蔽の観点から注目されていなかった。しかし、SPring-8など第3世代大型放射光施設の利用とともに、大強度化や高エネルギー化が進んでおり、放射光ビームに対する遮蔽にも細心の注意を必要とされるようになった。また、CLS(Canadian Light Source)などの中型放射光施設建設が進むなか、安全でかつコンパクトなビームラインを建設するためにも最適な放射光遮蔽設計が望まれるようになっており、そのためには評価手法の詳細な検証が必要である。そこで、SLACのSPEAR3偏向電磁石ビームラインとBL11-3ウィグラービームラインを例にとり、いままでに用いられてきた放射光ビーム遮蔽設計コードPHOTON,STAC8とモンテカルロシミュレーション計算コードEGS4,FLUKAとの比較を行い、コードの特徴などを調査した。

論文

Analyses of absorbed dose to tooth enamel against external photon exposure

高橋 史明; 山口 恭弘; 岩崎 みどり*; 宮澤 忠蔵*; 浜田 達二*; 船曳 淳*; 斎藤 公明

Radiation Protection Dosimetry, 103(2), p.125 - 130, 2003/01

 被引用回数:4 パーセンタイル:64.86(Environmental Sciences)

光子外部被ばくに対して歯エナメル質が受ける線量を、頭部物理ファントム内に置いた歯のサンプルを用いたESR線量計測法により調査した。この他に歯領域における線量をTLD検出器を用いて測定した。ボクセル型ファントムを物理ファントムのCT画像から作成した。このボクセル型ファントムを用いたモンテカルロ計算により、実験結果の解析を行った。これらの手法により得られたデータは、既に改良MIRD型ファントムを用いた計算により得られたエナメル質線量と比較,検討した。本研究により、MIRD型ファントムを用いた計算により得られたエナメル質線量から臓器線量への換算係数は、ESR線量計測によるレトロスペクティブな個人線量推定に適用可能であることが明らかとなった。その一方で、100keV以下の光子入射に対しては、頭部の大きさ及び構造がエナメル質線量に影響を与える可能性があることが示された。

論文

An EGS4 user code for designing $$gamma$$ ray detection systems

大石 哲也; 堤 正博; 杉田 武志*; 吉田 真

Proceedings of 1st Asian and Oceanic Congress for Radiation Protection (AOCRP-1) (CD-ROM), 9 Pages, 2002/10

複雑な形状の放射性線源に対する$$gamma$$線検出システムを設計するために、EGS4ユーザーコードを開発した。このコードは、EGS4に対して電子輸送に関する改良を加えるとともに組み込み体系(CG)の利用を可能としたPRESTA-CGをベースとしている。コードには新たな機能を組み込んでおり、粒子輸送に関する部分と線源の定義に関する部分との二つに大別される。コードの有効性を示すために、低レベル放射性廃棄物のモニタリング用に用いられる検出器に対してコードを適用した。その結果、アンチコンプトンスペクトロメータのレスポンスやコンクリート建家における放射線バックグラウンドが適切に評価されることがわかった。

論文

Conversion from tooth enamel dose to organ doses for the electron spin resonance dosimetry

高橋 史明; 山口 恭弘; 岩崎 みどり*; 宮澤 忠蔵*; 浜田 達二*; 斎藤 公明

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(9), p.964 - 971, 2002/09

 被引用回数:6 パーセンタイル:55.75(Nuclear Science & Technology)

光子外部被ばくに対するESR線量計測法によるレトロスペクティブな個人線量評価手法の確立を目的として、歯エナメル質から臓器線量への換算に関して解析した。歯エナメル質の線量は、MIRD型ファントムを用いたモンテカルロ計算により解析した。頭部物理ファントムに埋め込まれたTLDを用いた測定により、計算結果を検証した。エナメル質線量の入射光子に対するエネルギー及び方向依存性は、他の臓器線量のものと比較した。物理ファントムのCT画像を基にしたvoxelファントムを用いて、頭部構造がエナメル質線量の値に与える影響を調査した。散乱線を考慮に入れた仮想的な場における外部被ばくについて、MIRD型ファントムにより得られたデータを用いて、エナメル質線量から骨領域の線量への換算について解析した。その結果、歯エナメル質を用いたESR線量計測法による精度のよい個人線量推定は、人体に入射する光子のエネルギー分布に関する情報を必要とすることがわかった。

論文

Analysis of absorbed dose to tooth enamel for ESR dosimetry

高橋 史明; 山口 恭弘; 斎藤 公明; 岩崎 みどり*; 宮澤 忠蔵*; 浜田 達二*; 船曳 淳*

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.2), p.1314 - 1317, 2002/08

光子外部被ばくに対して、歯エナメル質を用いたESR線量計測法による臓器線量及び実効線量の推定を可能とする技術を確立するため、エナメル質の線量の解析を行った。エナメル質の吸収線量は、EGS4コード及び新たに歯を定義したMIRD-5型の数学人体模型を用いたモンテカルロ計算により得られた。また、組織等価物質で構成され人骨を埋め込んだ頭部物理ファントムを用いた実験を行った。歯及びTLD検出器を物理ファントム内の歯の位置に設置し、歯エナメル質部の線量を測定した。実験結果は光子が頭部の前方から入射する場合は計算結果とよく一致した。しかし、後方入射の場合、実験結果は計算結果より小さい値を示した。そこで、実験に用いた物理ファントムのCT画像からVoxel型ファントムを作成し、このVoxel型ファントム及びEGS4コードを組み込んだ計算コードUCPIXELを用いた検証計算を行い、実験結果の妥当性を確認した。

論文

Application of Ge semi-conductor detector to whole-body counter

木名瀬 栄; 野口 宏; 中村 尚司*

KEK Proceedings 2001-22, p.30 - 36, 2001/12

本研究では、ゲルマニウム半導体検出器を用いた全身カウンタの最適設計を検討するため、ゲルマニウム半導体検出器の基礎的データであるピーク効率について計算シミュレーション及び実測を行い、計算によるピーク効率算出法の検証を行った。その結果、微小線源に関する光子エネルギーとピーク効率の関係(ピーク効率曲線)ばかりでなく、ファントムのような体積線源に対するピーク効率についても、計算によって評価可能であることが明らかになった。

論文

Relations between tooth enamel dose and organ doses for the Electron Spin Resonance dosimetry against external photon exposure

高橋 史明; 山口 恭弘; 岩崎 みどり*; 宮澤 忠蔵*; 浜田 達二*

Radiation Protection Dosimetry, 95(2), p.101 - 108, 2001/09

 被引用回数:26 パーセンタイル:11.74(Environmental Sciences)

光子外部被ばくに対して、歯エナメル質を用いたESR線量計測法による臓器線量及び実効線量の推定を可能とする技術を確立するため、エナメル質における線量の解析を行った。エナメル質への吸収線量及び臓器線量は、EGS4コード及び新たに歯が定義された数学人体模型を用いたモンテカルロ計算により得られた。計算により、いくつかの光子外部被ばくの条件におけるエナメル質の線量と臓器線量または実効線量との間の定量関係が明らかとなった。また、エナメル質の線量の入射光子エネルギーに対する依存性は、ほかの臓器線量及び実効線量よりも大きいことが明らかとなった。得られたデータは、歯を用いたESR線量計測法により過去の放射線被ばくにおける個人線量を推定する際に有益なものとなる。

論文

Uncertainties in estimated body burdens of cesium-137 by whole-body counting

木名瀬 栄; 野口 宏

Radiation Protection Dosimetry, 93(4), p.341 - 345, 2001/00

 パーセンタイル:100(Environmental Sciences)

本研究では、内部被ばくモニタリングにおける全身カウンタの測定精度向上を図るため、全身カウンタによる人体内セシウム137負荷量評価の不確実性に関連する因子を調べ、その因子による人体内セシウム137負荷量評価それぞれの誤差についてモンテカルロ計算や実測により評価を行った。その結果、不確実性の全誤差は最大で約95%になることがわかった。また、最も誤差の大きい因子は人体内放射能分布であり、経口摂取したセシウム137が胃周辺に分布した場合、最大約70%の過小評価になることがわかった。

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