Details of the Researcher

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Mitsuhiro Nogami
Section
Graduate School of Engineering
Job title
Assistant Professor
Degree

  • 博士（工学）（東北大学）

  • 修士（工学）（東北大学）

Research History 2

  • 2025/04 - Present
    東北大学大学大学院 工学研究科 量子エネルギー工学専攻　粒子ビーム工学講座 放射線高度利用分野　助教

  • 2019/04 - 2025/03
    東北大学大学大学院 工学研究科 量子エネルギー工学専攻　粒子ビーム工学講座 放射線高度利用分野　助手

Education 3

  • Tohoku University　Graduate School of Engineering　Department of Quantum Science and Energy Engineering

    2017/04 - 2019/03

  • National Institute of Technology, Toyama College　Advanced Engineering Faculty

    2015/04 - 2017/03

  • National Institute of Technology, Toyama College　Department of Electrical and Control Systems Engineering

    2010/04 - 2015/03

Committee Memberships 4

  • 一般社団法人総合研究奨励会 「放射線科学とその応用」研究会　委員

    2022/07 - Present

  • 次世代放射線シンポジウムワーキンググループ（応用物理学会放射線分科会）　実行委員

    2022/04 - Present

  • 応用物理学会放射線分科会　幹事（学術講演会）

    2025/04 - 2027/03

  • 応用物理学会放射線分科会　幹事（編集）

    2020/04 - 2022/03

Professional Memberships 2

  • THE JAPAN SOCIETY OF APPLIED PHYSICS

  • ATOMIC ENERGY SOCIETY OF JAPAN

Research Interests 5

  • 臭化タリウム

  • 半導体検出器

  • Development of new materials for nuclear radiation detectors

  • Development of organic semiconductor nuclear radiation detectors

  • Development of room-temperature compound semiconductor X-ray and gamma-ray detectors

Research Areas 1

  • Nanotechnology/Materials / Applied physics - general /

Awards 9

  1. 優秀ポスター賞

    2025/03　2024年度生体医歯工学共同研究拠点成果報告会　生体医歯工学用TlBr半導体検出器の研磨プロセスの検討

  2. 原子力学会放射線工学部会奨励賞

    2022/09

  3. 第50回（2021年春季）応用物理学会講演奨励賞

    2021/09

  4. Student Poster Award

    2018/11　福島リサーチカンファレンス 廃炉遠隔技術のための耐放射線化、運用技術及び計測技術の高度化の展望

  5. 研究奨励賞

    2018/03　第3回次世代イニシアティブ廃炉技術カンファレンス (NDEC-3)

  6. ポスター賞

    2018/01　International Symposium on Radiation Detectors and Their Uses(ISRD)

  7. 社会的インパクト賞

    2017/09　日本原子力学会2017 年秋の大会 学生ポスターセッション

  8. フェロー賞

    2017/03　日本原子力学会

  9. 最優秀ポスター賞

    2016/03　第1回次世代イニシアティブ廃炉技術カンファレンス(NDEC-1)

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Papers 37

  1. Study on the Edge Effect in Transport Property Evaluation of Laser-induced Carriers in TlBr Semiconductors Peer-reviewed

    Yusuke Sugai, Kenichi Watanabe, Sota Hasegawa, Seishiro Tanaka, Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi

    Sensors and Materials　37　(5)　1933-1933　2025/05/23

    Publisher: MYU K.K.

    DOI： 10.18494/sam5518 　

    ISSN： 0914-4935

    eISSN： 2435-0869

  2. Feasibility Study of Thallium Bromide Detectors for Boron Neutron Capture Therapy Applications Peer-reviewed

    Keitaro Hitomi, Mitsuhiro Nogami, Kenichi Watanabe, Nishiki Matsubayashi, Hiroki Tanaka

    Sensors and Materials　37　(5)　2005-2005　2025/05/23

    Publisher: MYU K.K.

    DOI： 10.18494/sam5613 　

    ISSN： 0914-4935

    eISSN： 2435-0869

  3. Thallium bromide-based detector probe for particle-induced gamma-ray emission analysis

    M. Nogami, K. Hitomi, S. Kubo, A. Terakawa, K. Ishii

    International Journal of PIXE　1-7　2025/03/25

    Publisher: World Scientific Pub Co Pte Ltd

    DOI： 10.1142/s0129083524500049 　

    ISSN： 0129-0835

    eISSN： 1793-6616

    More details Close

    In this study, a gamma-ray detector probe with a thallium bromide (TlBr) semiconductor detector was developed for particle-induced gamma-ray emission (PIGE) analysis. Owing to the high atomic numbers of thallium (81) and bromine (35) and high density (7.56[Formula: see text]g/cm3) of TlBr, it exhibits a high photon stopping power, making it promising for PIGE analysis. An approximately 5-mm thick TlBr detector was fabricated from a crystal grown through the traveling-molten zone method using a zone-purified material. The detector comprised a planar cathode and small anode ([Formula: see text][Formula: see text]mm) surrounded by a guard electrode. The detector obtained full-width-at half-maximum (FWHM) energy resolutions of 1.7 and 1.6% for 356- and 511-keV gamma rays, respectively, at room temperature using a depth correction and rejection method based on the cathode-to-anode signal ratio. The TlBr detector probe was installed in a beamline at the Aomori Prefecture Quantum Science Center, Japan, where PIGE analysis was conducted using a 20-MeV proton beam. Gamma rays at 478[Formula: see text]keV from 7Li(p,p[Formula: see text])7Li reactions, 197 and 110[Formula: see text]keV from [Formula: see text]F(p,p[Formula: see text])[Formula: see text]F reactions, and 718[Formula: see text]keV from [Formula: see text]B(p,p[Formula: see text])[Formula: see text]B reactions were successfully detected using the proposed TlBr detector probe in PIGE analysis.

  4. Characterization of TlBr gamma detector based on electrical charge and Cherenkov light analysis Peer-reviewed

    M. Hamdan, B. Feng, K. Shimazoe, M. Nogami, K. Hitomi, H. Takahashi, M. Uenomachi, H. Toyokawa

    Journal of Instrumentation　19　(11)　C11017-C11017　2024/11/01

    Publisher: IOP Publishing

    DOI： 10.1088/1748-0221/19/11/c11017 　

    eISSN： 1748-0221

    More details Close

    Abstract Thallium Bromide (TlBr) semiconductors have been extensively studied for their potential as room-temperature gamma-ray detectors, owing to their advantageous material properties. Recent advancements have demonstrated that timing performance in TlBr detectors can be enhanced by incorporating Cherenkov photon detection during gamma-ray interactions. In this study, TlBr detector (5 × 5 × 5 mm3) was investigated through a combined analysis of electrical charge and Cherenkov light signals. The depth of interaction (DoI) correction applied to the trapezoidal filter output yielded significant improvements in energy resolution, reducing it from 5.6% to as low as 2.51% FWHM at 511 keV and from 4.6% to as low as 1.94% FWHM at 662 keV, within specific C/A ratio ranges. The drift time, ranging from 2 to 30 μs, was found to be proportional to the C/A ratio, covering 4 to 9 photoelectrons. Furthermore, a time resolution of 511 ps was achieved at 6 photoelectrons, based on the FWHM of the time difference distribution in coincidence measurements at 511 keV using a 22Na source. These results highlight the potential of TlBr detectors for achieving high energy and timing resolution in gamma detection, particularly for Compton-PET systems.

  5. Comparison between carrier transport property and crystal quality of TlBr semiconductors

    Kenichi Watanabe, Yusuke Sugai, Sota Hasegawa, Seishiro Tanaka, Keitaro Hitomi, Mitsuhiro Nogami, Takenao Shinohara, Yuhua Su, Joseph Don Parker, Winfried Kockelmann

    Scientific Reports　14　(1)　2024/10/24

    Publisher: Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1038/s41598-024-76005-9 　

    eISSN： 2045-2322

    More details Close

    Abstract Thallium bromide (TlBr) semiconductor detectors are being developed as promising candidates for high-detection-efficiency, high-energy-resolution, and room-temperature gamma-ray spectrometers. This study presents methods for evaluating TlBr crystal quality and carrier transport characteristics using neutron Bragg-dip imaging and the time-of-flight method for pulsed-laser-induced carriers, respectively. Neutron Bragg-dip imaging effectively determines the crystal orientation distribution, revealing crystal imperfections and grain boundaries. Time-of-flight measurements provide a spatial distribution of carrier mobility. In this study, two samples obtained from both the upstream and downstream region in the crystal ingot were evaluated. Although both samples show similar crystal quality, the upstream sample showed high carrier mobility across all areas, whereas the downstream sample exhibits low mobility in some areas. These findings suggest that, at least within the range of carrier mobility currently obtained, the effect of crystal integrity on carrier mobility is less significant than that of impurities. In conclusion, combining neutron Bragg-dip imaging with carrier mobility measurements offers a comprehensive approach to evaluating and improving TlBr detectors.

  6. Characterization of long-term stability of thallium bromide detectors Peer-reviewed

    Mitsuhiro Nogami, Kenichi Watanabe, Keitaro Hitomi

    Japanese Journal of Applied Physics　2024/09/06

    Publisher: IOP Publishing

    DOI： 10.35848/1347-4065/ad7803 　

    ISSN： 0021-4922

    eISSN： 1347-4065

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    Abstract Thallium bromide (TlBr) gamma ray detectors exhibit excellent spectroscopic performance at room temperature. Long-term stability is an essential property for the practical application of detectors. In this study, the long-term stability of the spectroscopic performance of the TlBr detectors was characterized by acquiring 137Cs gamma-ray spectra at room temperature. TlBr detectors were fabricated from zone-purified TlBr crystals by constructing Tl electrodes. The TlBr detectors demonstrated stable spectroscopic performances for 1000-h operations at room temperature without bias polarity switching. The peak positions for the 662-keV gamma rays remained within ±1% of the average values for the 1000-h measurements. The detectors exhibited energy resolutions of ≤ 4.0% full width at half maximum for 662-keV gamma rays for 1000-h acquisitions without pulse height corrections. These results suggest that TlBr detectors with Tl electrodes are potential gamma-ray detectors for practical applications.

  7. An experimental feasibility study of a 4π gamma-ray imager using detector response patterns

    Yoshiharu Kitayama, Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi

    Japanese Journal of Applied Physics　63　(7)　076502-076502　2024/07/01

    Publisher: IOP Publishing

    DOI： 10.35848/1347-4065/ad5ba0 　

    ISSN： 0021-4922

    eISSN： 1347-4065

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    Abstract We constructed a gamma-ray imager that estimates the distribution of gamma-ray sources based on the response patterns of multiple gamma-ray detectors randomly positioned in three-dimensional space. The Coded Cube Camera for Gamma-ray (C3G), comprising eight Gd3Al2Ga3O12 (Ce) scintillator and eighteen lead cubes is housed in a cubical casing with an 86 mm edge length and weighs approximately 600 g. The results of the 4π imaging experiment confirmed the feasibility of imaging a 10 MBq 137Cs source 3 m away for a 10 min measurement. C3G operates with only eight channels, instead of the hundreds needed by a typical imager. This setup allows for a simplified circuit and reconstruction algorithm, resulting in a cost-effective and reliable system. With its compact and lightweight design and 4π field of view, this technology is expected to find extensive applications in astronomy, medicine, nuclear security, and decommissioning projects.

  8. The fabrication and characterization of direct conversion flat panel X-ray imager with TlBr film

    Moh Hamdan, Kenji Shimazoe, Hiroyuki Takahashi, Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Shinya Asakura, Takanori Tsunashima, Takashi Nakamura

    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment　169372-169372　2024/04

    Publisher: Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.nima.2024.169372 　

    ISSN： 0168-9002

  9. Simulation of a gamma-ray imaging technique using detector response patterns

    Yoshiharu Kitayama, Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi

    Japanese Journal of Applied Physics　63　(3)　032005-032005　2024/03/01

    Publisher: IOP Publishing

    DOI： 10.35848/1347-4065/ad2d7a 　

    ISSN： 0021-4922

    eISSN： 1347-4065

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    Abstract We introduce a novel gamma-ray imaging technique that uses detector response patterns. This method employs multiple shielding cubes randomly positioned in a three-dimensional configuration. Within the volume defined by these cubes, a unique gamma-ray flux pattern is formed based on the incidence direction of the gamma rays. This pattern can be measured using the responses of several scintillator cubes. By pre-measuring the detector response pattern and incidence direction of the gamma rays, the incidence direction can be estimated using an unfolding technique. Simulations were performed using a 137Cs point source. Our results show that a 10 MBq 137Cs source, located 3 m away from the imager, can be imaged with an angular resolution close to 10°. These findings suggest that our new method is comparable to existing gamma-ray imaging techniques. Potential applications of this imaging method include nuclear power plant decommissioning, nuclear medicine, security, and astronomy.

  10. Characterization of Plasma-etched Surfaces of TlBr Crystals for Radiation Detectors

    Taro Nojima, Mitsuhiro Nogami, Toshiyuki Onodera, Keitaro Hitomi

    Sensors and Materials　36　(1)　269-269　2024/01/26

    Publisher: MYU K.K.

    DOI： 10.18494/sam4703 　

    ISSN： 0914-4935

    eISSN： 2435-0869

  11. Recombination Dynamics of Electron–Hole Pairs in TlBr Crystals Probed by Transient Absorption Spectroscopy Using Pulsed Electron Beams

    Masanori Koshimizu, Yusa Muroya, Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi

    Sensors and Materials　36　(1)　261-261　2024/01/26

    Publisher: MYU K.K.

    DOI： 10.18494/sam4694 　

    ISSN： 0914-4935

    eISSN： 2435-0869

  12. Effective Volume of TlBr Semiconductor Detector

    Sota Hasegawa, Kenichi Watanabe, Yusuke Sugai, Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi

    Sensors and Materials　36　(1)　163-163　2024/01/26

    Publisher: MYU K.K.

    DOI： 10.18494/sam4632 　

    ISSN： 0914-4935

    eISSN： 2435-0869

  13. Development of Time-of-flight Measurement System for Carrier Transport Characterization of TlBr Semiconductor Detectors

    Yusuke Sugai, Kenichi Watanabe, Sota Hasegawa, Keitaro Hitomi, Mitsuhiro Nogami

    Sensors and Materials　36　(1)　155-155　2024/01/26

    Publisher: MYU K.K.

    DOI： 10.18494/sam4631 　

    ISSN： 0914-4935

    eISSN： 2435-0869

  14. Comparison Between Neutron Bragg Dip and Electron Backscatter Diffraction Images of TlBr Semiconductors

    Kenichi Watanabe, Yusuke Sugai, Sota Hasegawa, Keitaro Hitomi, Mitsuhiro Nogami, Takenao Shinohara, Yuhua Su, Joseph Don Parker, Winfried Kockelmann

    Sensors and Materials　36　(1)　149-149　2024/01/26

    Publisher: MYU K.K.

    DOI： 10.18494/sam4629 　

    ISSN： 0914-4935

    eISSN： 2435-0869

  15. Compton Imaging Using Pixelated TlBr Semiconductor Detector

    Keitaro Hitomi, Motohiro Matsumura, Kenichi Watanabe, Shusuke Maruyama, Mitsuhiro Nogami, Uritani Akira

    Sensors and Materials　36　(1)　225-225　2024/01/26

    Publisher: MYU K.K.

    DOI： 10.18494/sam4672 　

    ISSN： 0914-4935

    eISSN： 2435-0869

  16. Reversible capacitive Frisch grid TlBr detectors Peer-reviewed

    Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Toshiyuki Onodera, Kenichi Watanabe, Keizo Ishii

    Japanese Journal of Applied Physics　62　(9)　096501-096501　2023/09/01

    Publisher: IOP Publishing

    DOI： 10.35848/1347-4065/acf0aa 　

    ISSN： 0021-4922

    eISSN： 1347-4065

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    Abstract A reversible capacitive Frisch grid detector was fabricated using a thallium bromide (TlBr) crystal with a symmetrical electrode design. The device operates by switching the polarity of the applied voltage, which is necessary for a stable TlBr detector operation. A 2 mm × 2 mm × 5 mm bar-shaped TlBr crystal was used to construct the detector, which exhibited an (full width at half maximum) energy resolution of 1.9% for 662 keV γ-rays measured using a depth correction method at RT. The TlBr detector also showed a stable operation for 8 h of with hourly bias switching.

  17. Characterization of coincidence time resolutions of TlBr x Cl1−x crystals as Cherenkov radiators

    Keitaro Hitomi, Cheonghun Kim, Mitsuhiro Nogami, Kenji Shimazoe, Hiroyuki Takahashi

    Japanese Journal of Applied Physics　62　(8)　081001-081001　2023/08/01

    Publisher: IOP Publishing

    DOI： 10.35848/1347-4065/ace5fa 　

    ISSN： 0021-4922

    eISSN： 1347-4065

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    Abstract The coincidence time resolutions of thallium bromide chloride (TlBrxCl1−x) crystals used as Cherenkov radiators were characterized. A pair of TlBrxCl1−x crystals with the same composition was used to coincidentally detect positron annihilation gamma rays from a 22Na source. The size of the crystals was approximately 3 mm × 3 mm × 3 mm. A polished surface of the crystals was coupled to a silicon photomultiplier. The time resolution improved with an increase in the Cl concentration in the crystals. TlBr0.3Cl0.7 crystals exhibited the best coincidence time resolutions of 378 ± 17 ps and 635 ± 31 ps with and without event selection based on the photoelectron level, respectively.

  18. Experimental comparison of relative stopping power evaluation between proton CT and x-ray CT for pre-clinical proton irradiation studies of small animals Peer-reviewed

    Atsuki Terakawa, Hibiki Hosokawa, Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Keizo Ishii

    Physics in Medicine & Biology　2023/04/03

    Publisher: IOP Publishing

    DOI： 10.1088/1361-6560/acc9fa 　

    ISSN： 0031-9155

    eISSN： 1361-6560

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    Abstract Proton therapy experiments in small animals are useful not only for pre-clinical and translational studies, but also for the development of advanced technologies for high-precision proton therapy. Accuracy of small animal treatment plans is as important as in clinical treatment plans to ensure precise delivery of the proton dose. While treatment planning for proton therapy is currently based on the stopping power of protons relative to water (i.e., the relative stopping power [RSP]), estimated by converting Hounsfield units (HU) into RSP (HU-RSP conversion) in reconstructed X-ray computed tomography (XCT) images, the HU-RSP conversion causes uncertainties in RSP, which affect the accuracy of dose simulation in patients. Proton computed tomography (pCT) has attracted a great deal of attention due to its potential to reduce RSP uncertainties in clinical treatment planning, and is additionally expected to provide improved accuracy during small animal treatment planning. However, as the proton energies for irradiating small animals are much lower than those used clinically, the energy dependence of RSP may negatively affect pCT-based RSP evaluation.
We evaluated the RSPs of 10 water- and tissue-equivalent materials with known constituent elements based on pCT measurements conducted at 73.65 MeV, and compared them with XCT-based and calculated RSPs to investigate energy dependence and achieve more accurate RSPs for treatment planning in small animals. The results demonstrated that despite the low proton energy, with the pCT approach for RSP evaluation smaller root mean square deviation (1.9%) of RSP from the theoretical prediction is still achieved compared to conventional HU-RSP conversion with XCT (6.1%), which is expected to improve the accuracy of proton therapy treatment planning in pre-clinical studies of small animals.

  19. Neutron-induced thermoluminescence of Dy3+-doped Li2O–Al2O3–B2O3 glasses Peer-reviewed

    Hiroto Yamaguchi, Masanori Koshimizu, Hajime Komiya, Hiroki Kawamoto, Yutaka Fujimoto, Genichiro Wakabayashi, Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Kenichi Watanabe, Keisuke Asai

    Journal of Materials Science: Materials in Electronics　33　(35)　26424-26433　2022/11/01

    Publisher: Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1007/s10854-022-09322-2 　

    ISSN： 0957-4522

    eISSN： 1573-482X

  20. Evaluation of the thermal neutron sensitivity, output linearity, and gamma-ray response of optical fiber-based neutron detectors using Li-glass scintillator Peer-reviewed

    Akihisa Ishikawa, Kenichi Watanabe, Atsushi Yamazaki, Sachiko Yoshihashi, Shigefumi Imai, Akihiko Masuda, Tetsuro Matsumoto, Hiroki Tanaka, Yoshinori Sakurai, Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Akira Uritani, Hideki Harano

    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment　1025　2022/02/11

    DOI： 10.1016/j.nima.2021.166074 　

    ISSN： 0168-9002

  21. Spatial Resolution of X-ray Imaging Using 80 µm Pitch TlBr Detector

    Kohei Toyoda, Katsuyuki Takagi, Hiroki Kase, Toshiyuki Takagi, Kento Tabata, Tsuyoshi Terao, Hisashi Morii, AKifumi Koike, Toru Aoki, Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi

    Research and Education: Traditions and Innovations　345-351　2022

    Publisher: Springer Singapore

    DOI： 10.1007/978-981-19-0379-3_36 　

    ISSN： 2367-3370

    eISSN： 2367-3389

  22. Demonstration of polarization behavior of TlBr x-ray imager with silver electrodes

    Katsuyuk Takagi, Kohei Toyoda, Hiroki Kase, Toshiyuki Takagi, Kento Tabata, Tsuyoshi Terao, Hisashi Morii, Akifumi Koike, Toru Aoki, Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi

    Hard X-Ray, Gamma-Ray, and Neutron Detector Physics XXIII　2021/09/01

    Publisher: SPIE

    DOI： 10.1117/12.2596374 　

  23. Neutron detection via thermoluminescence of Tb3+-doped Li2O–Al2O3–B2O3 glasses Peer-reviewed

    Ichiro Kawamura, Hiroki Kawamoto, Yutaka Fujimoto, Masanori Koshimizu, Go Okada, Genichiro Wakabayashi, Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Kenichi Watanabe, Takayuki Yanagida, Keisuke Asai

    Japanese Journal of Applied Physics　60　(3)　036002-036002　2021/03/01

    DOI： 10.35848/1347-4065/abdf7d 　

    ISSN： 0021-4922

    eISSN： 1347-4065

  24. Demonstration of using TlBr detectors for X-ray Imager

    Takagi Katsuyuki, Toyoda Kohei, Kase Hiroki, Takagi Toshiyuki, Tabata Kento, Terao Tsuyoshi, Morii Hisashi, Koike Akifumi, Aoki Toru, Nogami Mitsuhiro, Hitomi Keitaro

    JSAP Annual Meetings Extended Abstracts　2021.1　436-436　2021/02/26

    Publisher: The Japan Society of Applied Physics

    DOI： 10.11470/jsapmeeting.2021.1.0_436 　

    eISSN： 2436-7613

  25. Bias Polarity Switching-Type TlBr X-ray Imager Peer-reviewed

    Katsuyuki Takagi, Kohei Toyoda, Hiroki Kase, Toshiyuki Takagi, Kento Tabata, Tsuyoshi Terao, Hisashi Morii, AKifumi Koike, Toru Aoki, Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi

    IEEE Transactions on Nuclear Science　68　(9)　1-1　2021

    Publisher: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/tns.2021.3078448 　

    ISSN： 0018-9499

    eISSN： 1558-1578

  26. Proton-induced X-ray emission analysis of white birch milk

    E. Ohkoshi, S. Horimatsu, T. Tada, K. Hitomi, M. Nogami, K. Ishii

    International Journal of PIXE　30　(03n04)　85-89　2020/12

    Publisher: World Scientific Pub Co Pte Ltd

    DOI： 10.1142/s0129083520500102 　

    ISSN： 0129-0835

    eISSN： 1793-6616

    More details Close

    We subjected white birch milk to X-ray emission analysis. The mineral levels changed over time. White birch seasonality (sprouting in early spring and fruition in autumn) affected the mineral levels.

  27. Proton-induced X-ray emission analysis of the Chinese yam

    M. Nogami, K. Hitomi, K. Ishii

    International Journal of PIXE　30　(03n04)　77-83　2020/12

    Publisher: World Scientific Pub Co Pte Ltd

    DOI： 10.1142/s0129083520500096 　

    ISSN： 0129-0835

    eISSN： 1793-6616

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    The Chinese yam is a major component of the Japanese diet consumed in raw and cooked form. It is important to determine the nutrient contents of yam, which contains high potassium levels; a simple measurement method is required. We performed proton-induced X-ray emission (PIXE) analysis of fully grown and immature yams. Analysis of the yam trunk, skin, and hair roots revealed that the skin potassium concentration was 10-fold higher than that of the trunk; consumption of the skin is thus recommended. Longitudinal measurements of mineral concentrations in a growing yam revealed that the concentrations increased in the growth direction.

  28. Development of thallium bromide semiconductor detectors for particle-induced gamma-ray emission

    K. Hitomi, M. Nogami, A. Terakawa, K. Ishii

    International Journal of PIXE　30　(03n04)　63-68　2020/12

    Publisher: World Scientific Pub Co Pte Ltd

    DOI： 10.1142/s0129083520500072 　

    ISSN： 0129-0835

    eISSN： 1793-6616

    More details Close

    A thallium bromide (TlBr) gamma-ray detector was developed for particle-induced gamma-ray emission (PIGE) applications. The PIGE spectrum of a lithium fluoride (LiF) crystal was obtained for the first time using the TlBr detector. This detector was fabricated using a zone-purified crystal with dimensions of approximately 2mm × 2mm × 5mm. An energy resolution of 2.3% full-width at half maximum for 511 keV gamma rays was obtained from the detector at room temperature. The LiF crystal target was irradiated with a 20 MeV proton beam at the Aomori Prefecture Quantum Science Center. Full-energy peaks of 478 keV and 197 keV were successfully detected from lithium and fluorine, respectively, using the TlBr detector in the PIGE experiment.

  29. Feasibility study of TlBr semiconductor detectors for PIXE applications Peer-reviewed

    Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Toshiyuki Onodera, Kio Matsumoto, Kenichi Watanabe, Atsuki Terakawa, Keizo Ishii

    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms　477　43-45　2020/08

    Publisher: Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.nimb.2019.10.003 　

    ISSN： 0168-583X

  30. A trial application of particle-induced X-ray emission analysis to microplastic samples collected from the seashore

    R. Shimizu, H. Hinata, T. Mori, T. Asakawa, M. Satoh, M. Nogami, K. Hitomi, K. Ishii

    International Journal of PIXE　30　(01n02)　23-29　2020/06

    Publisher: World Scientific Pub Co Pte Ltd

    DOI： 10.1142/s0129083520500035 　

    ISSN： 0129-0835

    eISSN： 1793-6616

    More details Close

    Here, we apply 20 MeV particle-induced X-ray emission (PIXE) to elemental analysis of microplastic samples with a diameter of approximately 2 mm, collected from the seashores of the northeastern area of Honshu in Japan. The samples were in a grain form with unwanted elements adhering to their surfaces. The PIXE measurements were conducted in a helium atmosphere. For normalization, the number of K X-rays of the residual gas argon was used instead of the directly measured beam irradiation, and the number of continuous X-rays in the PIXE spectrum was used instead of the mass of each sample. Thirteen elements were identified on the microplastics, among which were toxic chromium and lead. Thus, PIXE analysis is useful for analyzing microplastic samples.

  31. Transient Absorption Spectroscopy of TlBr Crystals Using Pulsed Electron Beams Peer-reviewed

    Masanori Koshimizu, Yusa Muroya, Shinichi Yamashita, Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Yutaka Fujimoto, Keisuke Asai

    Sensors and Materials　32　(4)　1445-1445　2020/04/20

    Publisher: MYU K.K.

    DOI： 10.18494/sam.2020.2754 　

    ISSN： 0914-4935

  32. Crystalline Characterization of TlBr Semiconductor Detectors Using Wavelength-resolved Neutron Imaging Peer-reviewed

    Kenichi Watanabe, Kio Matsumoto, Akira Unitani, Keitaro Hitomi, Mitsuhiro Nogami, Winfried Kockelmann

    Sensors and Materials　32　(4)　1435-1435　2020/04/20

    Publisher: MYU K.K.

    DOI： 10.18494/sam.2020.2744 　

    ISSN： 0914-4935

  33. Photoluminescence and scintillation of TlBr crystals at low temperatures Peer-reviewed

    Masanori Koshimizu, Keitaro Hitomi, Mitsuhiro Nogami, Takayuki Yanagida, Yutaka Fujimoto, Keisuke Asai

    Japanese Journal of Applied Physics　59　(SC)　SCCB19-SCCB19　2020/02/01

    Publisher: IOP Publishing

    DOI： 10.7567/1347-4065/ab4895 　

    ISSN： 0021-4922

    eISSN： 1347-4065

  34. Development of a 20MeV proton particle-induced X-ray emission analysis method in a helium atmosphere

    Keizo Ishii, Atsuki Terakawa, Keitaro Hitomi, Mitsuhiro Nogami

    International Journal of PIXE　29　(03n04)　113-117　2019/01

    Publisher: World Scientific Pub Co Pte Lt

    DOI： 10.1142/s0129083519500219 　

    ISSN： 0129-0835

    eISSN： 1793-6616

    More details Close

    We developed a 20[Formula: see text]MeV particle-induced X-ray emission (PIXE) analysis method using a medical cyclotron, which is conventionally used for positron emission tomography analysis performed in vacuo, during which the target sample is damaged. For non-destructive analysis and ease of switching between target samples, we developed a technique allowing 20[Formula: see text]MeV proton PIXE analysis to be performed at the atmospheric pressure. We filled the PIXE analysis chamber with helium and checked that the continuous background of the Compton tails of nuclear reaction [Formula: see text]-rays increased only minimally, and that the quasi-free electron bremsstrahlung (QFEB) did not increase at all, in the X-ray energy spectrum.

  35. First in-beam application of thallium bromide semiconductor detectors to particle-induced X-ray emission Peer-reviewed

    M. Nogami, K. Hitomi, A. Terakawa, K. Ishii

    International Journal of PIXE　29　(01n02)　53-59　2019/01

    Publisher: World Scientific Pub Co Pte Lt

    DOI： 10.1142/s0129083519500153 　

    ISSN： 0129-0835

    eISSN： 1793-6616

    More details Close

    For the first time, particle-induced X-ray emission (PIXE) spectra were obtained using TlBr detectors. The TlBr detector was fabricated from a crystal grown with material purified by the zone purification. Its active volume was 1.5 mm × 1.5 mm × 3.1 mm, and it exhibited an energy resolution of a 6.2 keV full-width at half-maximum (FWHM) for 59.5 keV at room temperature. The detector was installed into a PIXE system at Aomori Prefecture Quantum Science Center. A Pb plate target in the PIXE chamber was irradiated with a 20 MeV proton beam, and X-ray peaks for Pb K[Formula: see text] and K[Formula: see text] were successfully detected by the TlBr detector at room temperature.

  36. Fabrication of Small-volume Thallium Bromide Gamma-ray Detectors for High-intensity Radiation Fields Peer-reviewed

    Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Nobumichi Nagano, Toshiyuki Onodera, Norihisa Kimura, Hiroki Sunaba, Makoto Kosaka, Shin Kubo, Seong-Yun Kim, Tatsuya Ito, Kenichi Watanabe, Keizo Ishii

    Proceedings of the Second International Symposium on Radiation Detectors and Their Uses (ISRD2018), JPS Conference Proceedings　24　011017　2019/01

  37. Use of a medical positron emission tomography cyclotron to perform proton-induced X-ray emission analysis

    Keizo Ishii, Atsuki Terakawa, Hiroki Ushijima, Keitaro Hitomi, Nobumichi Nagano, Mitsuhiro Nogami

    International Journal of PIXE　28　(03n04)　93-100　2018/01

    Publisher: World Scientific Pub Co Pte Lt

    DOI： 10.1142/s0129083518500183 　

    ISSN： 0129-0835

    eISSN： 1793-6616

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    We explored whether medical positron emission tomography (PET) cyclotron proton beams could be used for proton-induced X-ray emission (PIXE) analysis. The beam current of the medical PET cyclotron is high, as required for radioisotope production, and is not commonly used for PIXE analysis. We successfully extracted stable proton beams of low intensity by using the ion source of a medical cyclotron to exploit proton impurities in deuteron gas. We performed 20-MeV PIXE analysis of a biological sample (used tea leaves). Elements lighter than Sr could be detected with high sensitivity ([Formula: see text]14 ppm) using a silicon drift detector. We thus showed that a medical cyclotron widely used for PET diagnosis could be employed for PIXE analysis of biological samples.

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Misc. 6

  1. Charge recombination dynamics of TlBr observed via transient absorption measurements

    越水正典, 野上光博, 人見啓太朗, 室屋裕佐, 藤本裕, 浅井圭介

    応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　69th　2022

    ISSN： 2436-7613

  2. X-ray-, heavy-particle-, and neutron-induced thermoluminescence of Tb3+-doped Li2O-Al2O3-B2O3 glasses

    河村一朗, 川本弘樹, 藤本裕, 越水正典, 野上光博, 人見啓太朗, 浅井圭介, 岡田豪, 若林源一郎, 渡辺賢一, 柳田健之

    日本セラミックス協会年会講演予稿集(Web)　2021　2021

  3. Three-dimensional dose evaluation in proton therapy using a polymer-gel dosimeter

    寺川貴樹, 若山雄大, 梶山愛, 牛島寛章, 服部祥尭, 田中香津生, 人見啓太朗, 野上光博

    応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　82nd　2021

  4. Development of a 2-dimensional position-sensitive CdTe detector for PET application

    久保信, 人見啓太朗, 野上光博, 寺川貴樹, 石井慶造

    放射線(Web)　46　(1)　2020

  5. Influence of thermal cycle on the low-temperature luminescence properties of TlBr crystals and its dependence on crystal growth

    越水正典, 人見啓太朗, 野上光博, 藤本裕, 浅井圭介, 柳田健之, 青木徹

    生体医歯工学共同研究拠点成果報告書　2019　2020

  6. マイクロパターンガス検出器を用いた粒子線プロファイルモニターの多段ガス電子増幅による高感度化

    鴫原健太, 寺川貴樹, 藤原充啓, 人見啓太朗, 細川響, 梶山愛, 藤瀬慶彦, 鳴海慶一郎, 長尾理那, 細川裕之, 野上光博, 牛島寛章, 若山雄太

    日本原子力学会東北支部研究交流会講演要旨集　41st　2017

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Presentations 125

  1. 複数のキューブ形状遮蔽体とシンチレータで構成される全方位ガンマ線イメージャーのシミュレーションによる特性評価

    北山 佳治, 野上 光博, 人見 啓太朗

    第72回応用物理学会春季学術講演大会　2025/03

  2. TlBr半導体検出器の多変量解析による信号処理の高度化

    田中 清志朗, 渡辺 賢一, 長谷川 創大, 須貝 優介, 人見 啓太朗, 野上 光博

    第72回応用物理学会春季学術講演大会　2025/03

  3. デジタル波形処理による臭化タリウム検出器のエネルギー分解能改善

    丸山 秀典, 野上 光博, 人見 啓太朗

    第72回応用物理学会春季学術講演大会　2025/03

  4. TlBr半導体検出器のコンディショニングに関する検討

    渡辺 賢一, 長谷川 創大, 須貝 優介, 田中 清志朗, 野上 光博, 人見 啓太朗

    第72回応用物理学会春季学術講演大会　2025/03

  5. Development of Thallium Bromide Detectors for Boron Neutron Capture Therapy

    K. Hitomi, M. Nogami, K. Watanabe, T. Onodera, H. Tanaka, N. Matsubayashi, K. Ishii

    2024/10

  6. Direct Conversion Flat Panel Detector Utilizing TlBr Film for X-ray Imaging

    M. Hamdan, K. Shimazoe, H. Takahashi, M. Nogami, K. Hitomi, S. Asakura, T. Tsunashima, T. Nakamura

    2024/10

  7. Preliminary Investigation into Geometry Optimization for Omnidirectional Gamma-Ray Imager Using Detector Response Patterns

    Y. Kitayama, M. Nogami, K. Hitomi

    2024/10

  8. Development of pixelated TlBr detectors with self-trigger pixel ASICs for Compton-PET hybrid camera

    M. Uenomachi, M. Hamdan, B. Feng, K. Shimazoe, M. Nogami, K. Hitomi, A. Takeda, H. Toyokawa

    2024/10

  9. Fabrication and characterization of Heteroepitaxial Diamond Radiation Detector with Ti/Pt/Au electrodes

    K. Koyama, S. Kim, O. Maida, K. Hitomi, T. Onodera, M. Nogami, K. Shinsho

    2024/10

  10. Multivariate analysis for signal pulse shape of TlBr semiconductor detectors

    K. Watanabe, Y. Sugai, S. Tanaka, S. Hasegawa, K. Hitomi, M. Nogami

    2024/10

  11. Surface flattening of TlBr crystal by hot pressing to form small pixel electrodes

    K. Takagi, K. Toyoda, H. Morii, A. Koike, J. Nishizawa, T. Aoki, T. Onodera, M. Nogami, K. Hitomi

    2024/10

  12. Comparison of crystal quality and two-dimensional carrier transport properties in TlBr crystals

    Y. Sugai, K. Watanabe, S. Hasegawa, K. Hitomi, M. Nogami

    2024/10

  13. Effect of trace-element of TlBr semiconductors and charge transport properties of TlBr detectors

    M. Nogami, K. Hitomi, K. Watanabe, K. Kurihara, T. Hirata

    2024/10

  14. 検出器応答パターンに基づくイメージング手法におけるイメージャーのジオメトリの最適化検討

    北山 佳治, 野上 光博, 人見 啓太朗

    第85回応用物理学会秋季学術講演大会　2024/09

  15. TlBr半導体検出器の多変量解析による信号処理

    田中 清志朗, 渡辺 賢一, 長谷川 創大, 須貝 優介, 人見 啓太朗, 野上 光博

    第85回応用物理学会秋季学術講演大会　2024/09

  16. TlBr半導体の二次元キャリア輸送特性評価可能範囲に関する検討

    須貝 優介, 渡辺 賢一, 長谷川 創大, 田中 清志郎, 野上 光博, 人見 啓太郎

    第85回応用物理学会秋季学術講演大会　2024/09

  17. Tl 電極TlBr 放射線検出器の暗電流に影響する要因について

    野島 太郎, 野上 光博, 小野寺 敏幸, 人見 啓太朗

    第85回応用物理学会秋季学術講演大会　2024/09

  18. TlBrウエハの結晶性評価

    小野寺 敏幸, 野上 光博, 人見 啓太朗, 豊川 秀訓

    第85回応用物理学会秋季学術講演大会　2024/09

  19. TlBr半導体検出器の結晶性及びキャリア輸送特性評価

    渡辺 賢一, 長谷川 創大, 須貝 優介, 田中 清志朗, 野上 光博, 人見 啓太朗

    第85回応用物理学会秋季学術講演大会　2024/09

  20. 連携計測による線源探査ロボットシステムコラッセの実証試験

    野上 光博, 北山 佳治, 人見 啓太朗, 阮 覇唯, 田村 雄介, 河田 竜太朗, 金子 慎一郎, 高田 英治, 鳥居 建男

    日本原子力学会 2024年秋の年会　2024/09

  21. 電荷およびチェレンコフ光の解析に基づくTlBrガンマ線検出器の特性評価

    封 博宇, HAMDAN Moh, 人見 啓太朗, 上ノ町 水紀, 野上 光博, 豊川 秀訓, 島添 健次

    日本原子力学会 2024年秋の年会　2024/09

  22. 多線源、多色エネルギーガンマイメージング

    北山 佳治, 野上 光博, 人見 啓太朗

    第71回応用物理学会春季学術講演大会　2024/03

  23. TlBr半導体の結晶性および二次元キャリア輸送特性の比較

    須貝 優介, 長谷川 創大, 渡辺 賢一, 人見 啓太郎, 野上 光博

    第71回応用物理学会春季学術講演大会　2024/03

  24. 多面体型指向性検出器の製作と評価

    野上 光博, 北山 佳治, 人見 啓太朗, 田村 雄介, 金子 慎一郎, 高田 英治, 鳥居 建男

    日本原子力学会 2024年春の年会　2024/03

  25. C3Gによる線・面状分布ガンマ線源のイメージング

    北山 佳治, 野上 光博, 人見 啓太朗

    日本原子力学会 2024年春の年会　2024/03

  26. Analysis of Recombination Kinetics of Electron-Hole Pairs in TlBr Crystals Using Pulsed Electron Beams of Different Intensities

    M. Koshimizu, Y. Muroya, M. Nogami, K. Hitomi

    2023 IEEE NSS MIC RTSD　2023/11

  27. Experimental Evaluation of Novel a 4π Field of View Gamma-ray Imaging Method

    Y. Kitayama, M. Nogami, K. Hitomi

    2023 IEEE NSS MIC RTSD　2023/11

  28. Crystal quality evaluation of a large TlBr crystal using neutron Bragg-dip imaging

    K. Watanabe, S. Hasegawa, Y. Sugai, M. Nogami, K. Hitomi, S. Maeda, H. Onabe

    2023 IEEE NSS MIC RTSD　2023/11

  29. Study on conditioning effect of TlBr semiconductor detectors with gold electrodes.

    S. Hasegawa, K. Watanabe, K. Hitomi, M. Nogami, Y. Sugai

    2023 IEEE NSS MIC RTSD　2023/11

  30. Characterization of Thallium Bromide Gamma-Ray Detectors for Boron Neutron Capture Therapy

    K. Hitomi, M. Nogami, K. Watanabe, T. Onodera, H. Tanaka, K. Ishii

    2023 IEEE NSS MIC RTSD　2023/11

  31. ホウ素中性子補足療法のための強度変調中性子照射の基礎研究

    佐竹 大樹, 寺川 貴樹, 人見 啓太郎, 野上 光博, 鈴木 大夢, 帆足 莉子, チョウ リョウ, 桃北 啓佑

    第84回応用物理学会秋季学術講演大会　2023/09/21

  32. 検出器応答パターンを利用した新しいガンマ線イメージング技術による多核種イメージングの基礎検討

    北山 佳治, 野上 光博, 人見 啓太朗

    第84回応用物理学会秋季学術講演大会　2023/09/19

  33. TlBrピクセル検出器実装評価システム開発

    豊川 秀訓, 人見 啓太朗, 野上 光博, 小野寺 敏幸, 池田 博一, 久保 信, 末永 敦士, 尾鍋 秀明

    第84回応用物理学会秋季学術講演大会　2023/09/19

  34. 臭化タリウム半導体検出器のコンディショニング効果の評価

    長谷川 創大, 渡辺 賢一, 須貝 優介, 人見 啓太朗, 野上 光博

    第84回応用物理学会秋季学術講演大会　2023/09/19

  35. TlBr結晶の二次元キャリア輸送特性評価システムに関する検討

    須貝 優介, 長谷川 創大, 渡辺 賢一, 人見 啓太郎, 野上 光博

    第84回応用物理学会秋季学術講演大会　2023/09/19

  36. プラズマ処理したTl電極TlBr放射線検出器の初期特性評価

    野島 太郎, 野上 光博, 小野寺 敏幸, 人見 啓太朗

    第84回応用物理学会秋季学術講演大会　2023/09/19

  37. 臭化タリウム中の不純物元素分析

    野上 光博, 人見 啓太朗, 渡辺 賢一, 栗原 かのこ, 平田 岳史

    第84回応用物理学会秋季学術講演大会　2023/09/20

  38. TlBr半導体検出器の移動度二次元分布計測システムの開発

    渡辺 賢一, 須貝 優介, 長谷川 創大, 野上 光博, 人見 啓太朗

    日本原子力学会 2023年秋の年会　2023/09/07

  39. 多面体型指向性検出器の開発

    野上 光博, 北山 佳治, 人見 啓太朗, 高田 英治, 鳥居 建男, 石井 慶造

    日本原子力学会 2023年秋の年会　2023/09/07

  40. 生体医歯工学用TlBr検出器の表面状態の改良に向けた基礎研究

    野上光博, 人見啓太朗, 青木徹

    令和4年度生体医歯工学共同研究拠点成果報告会　2023/03

  41. ガンマ線三次元影を用いたイメージング手法の実験による実現可能性検討

    北山 佳治, 野上 光博, 人見 啓太朗

    第70回応用物理学会春季学術講演大会　2023/03

  42. ヘテロエピタキシャルダイヤモンド放射線検出器のα線特性

    入江 優雅, 人見 啓太朗, 野上 光博, 金 聖祐, 小山 浩司, ニロイチャンドラ サハ, 嘉数 誠

    第70回応用物理学会春季学術講演大会　2023/03

  43. 半導体ピクセル検出器：SiからCdTeそしてTlBrへ

    豊川 秀訓, 人見 啓太朗, 野上 光博, 久保 信, 末永 敦士

    第70回応用物理学会春季学術講演大会　2023/03

  44. ヘテロエピタキシャルダイヤモンド両面ストリップ検出器の製作

    人見 啓太朗, 小山 浩司, 小野寺 敏幸, 野上 光博, 金 聖祐

    第70回応用物理学会春季学術講演大会　2023/03

  45. TlBr半導体の結晶性の評価

    渡辺 賢一, 野上 光博, 人見 啓太朗

    2023/03

  46. TlBrの研磨＆薄膜TlBr検出器

    野上光博

    第９回室温動作化合物半導体検出器研究会　2023/01

  47. 20MeVPIXEによるヒトの手の爪の元素分析

    人見啓太朗, 野上光博, 田副博文, 寺川貴樹, 石井慶造

    第36回PIXEシンポジウム　2022/11

  48. 青森県量子科学センターにおけるPIXE分析技術の最近の発展

    石井慶造, 寺川貴樹, 野上光博, 人見啓太朗

    第36回PIXEシンポジウム　2022/11

  49. 飼料用稲藁に含まれるミネラル元素の20MeV-PIXE分析

    野上光博, 人見啓太朗, 寺川貴樹, 石井慶造

    第36回PIXEシンポジウム　2022/11

  50. 椿の実に含まれるミネラル元素の20MeV-PIXE分析

    野上光博, 人見啓太朗, 寺川貴樹, 石井慶造, 大越絵美加

    第36回PIXEシンポジウム　2022/11

  51. Fabrication of Radiation Detectors with Heteroepitaxial Diamonds

    K. Hitomi, Y. Irie, S.-W. Kim, K. Koyama, S. Hirano, M. Nogami, N. C. Saha, M. Kasu

    IEEE NSS MIC RTSD 2022　2022/10

  52. Feasibility study on a gamma-ray imaging using three-dimensional shadows of gamma rays

    Y. Kitayama, M. Nogami, K. Hitomi

    IEEE NSS MIC RTSD 2022　2022/10

  53. Transient Absorption Spectroscopy of TlBr Crystals Using Pulsed Electron Beams

    M. Koshimizu, Y. Muroya, S. Yamashita, M. Nogami, K. Hitomi, Y. Fujimoto, K. Asai

    IEEE NSS MIC RTSD 2022　2022/10

  54. Photoluminescence and Scintillation of TlBr Crystals at Low Temperatures

    M. Koshimizu, K. Hitomi, M. Nogami, T. Yanagida, Y. Fujimoto, K. Asai

    IEEE NSS MIC RTSD 2022　2022/10

  55. Crystal quality evaluation of TlBr semiconductor detectors using neutron Bragg-dip imaging and electron backscattering diffraction

    K. Watanabe, M. Nogami, K. Hitomi, S. Maeda

    IEEE NSS MIC RTSD 2022　2022/10

  56. Fabrication of 2-cm Thick TlBr Detectors

    K. Hitomi, S. Maeda, M. Nogami, C. Ito, K. Watanabe

    IEEE NSS MIC RTSD 2022　2022/10

  57. 小動物を用いた臨床前陽子線治療研究のための水相対阻止能導出精度に関する低エネルギー陽子線CTとX線CTの比較

    寺川 貴樹, 細川 響, 鴫原 健太, 梶山 愛, 藤瀬 慶彦, 長尾 理那, 鳴海 慶一郎, 細川 裕之, 野上 光博, 藤原 充啓, 和田 成一, 長野 宣道, 人見 啓太朗

    第83回応用物理学会秋季学術講演大会　2022/09

  58. ヘテロエピタキシャルダイヤモンド放射線検出器の作製

    入江 優雅, 人見 啓太朗, 野上 光博, 中山 隼, 金 聖祐, 小山 浩司, サハ ニロイチャンドラ, 嘉数 誠

    第83回応用物理学会秋季学術講演大会　2022/09

  59. TlBr検出器の連続動作特性評価

    人見 啓太朗, 野上 光博, 渡辺 賢一, 前田 茂貴, 小野寺 敏幸, 石井 慶造

    第83回応用物理学会秋季学術講演大会　2022/09

  60. ピコ秒からマイクロ秒に至るTlBrの電荷再結合ダイナミクス

    越水 正典, 野上 光博, 人見 啓太朗, 室屋 裕佐

    第83回応用物理学会秋季学術講演大会　2022/09

  61. ピクセル型臭化タリウム半導体検出器の有感体積評価

    長谷川 創大, 渡辺 賢一, 人見 啓太朗, 野上 光博

    第83回応用物理学会秋季学術講演大会　2022/09

  62. TlBrの結晶育成方向の結晶方位分布の観察

    渡辺 賢一, 人見 啓太朗, 野上 光博, 前田 茂貴, 尾鍋 秀明

    第83回応用物理学会秋季学術講演大会　2022/09

  63. ガンマ線三次元影を用いた全方向イメージング技術の検討

    北山 佳治, 野上 光博, 人見 啓太朗

    第83回応用物理学会秋季学術講演大会　2022/09

  64. 斜方立方八面体型指向性検出器の基礎検討

    野上 光博, 北山 佳治, 人見 啓太朗, 高田 英治, 鳥居 建男, 石井 慶造

    日本原子力学会 2022年秋の年会　2022/09

  65. X-ray FPDへの応用に向けた薄膜TlBr検出器の基礎評価(2)

    野上 光博, 人見 啓太朗, 金 正勲, 島添 健次, 石井 慶造

    日本原子力学会 2022年春の年会　2022/03

  66. TlBr検出器を用いた加速器中性子による478 keV即発ガンマ線の検出

    人見 啓太朗, 野上 光博, 渡辺 賢一, 小野寺 敏幸, 田中 浩基, 石井 慶造

    第69回応用物理学会春季学術講演大会　2022/03

  67. TlBrガンマ線検出器の位置分解能向上のための検討

    野上 光博, 人見 啓太朗, 小野寺 敏幸, 椿山 邦見, 渡辺 賢一, 山端 峻, 石井 慶造

    第69回応用物理学会春季学術講演大会　2022/03

  68. TlBr結晶の中性子回折イメージとEBSD像の比較

    渡辺 賢一, 人見 啓太朗, 野上 光博, 前田 茂貴, 伊藤 主税, 丹野 敬嗣, 尾鍋 秀明

    第69回応用物理学会春季学術講演大会　2022/03

  69. 過渡吸収で観測したTlBrの電荷再結合ダイナミクス

    越水 正典, 野上 光博, 人見 啓太朗, 室屋 裕佐, 藤本 裕, 浅井 圭介

    第69回応用物理学会春季学術講演大会　2022/03

  70. Spatial Resolution of X-ray Imaging using TlBr Detector with Silver Electrodes

    K. Toyoda, K. Takagi, H. Kase, T. Takagi, K. Tabata, T. Terao, H. Morii, A. Koike, T. Aoki, M. Nogami, K. Hitomi

    2021 VIRTUAL IEEE NUCLEAR SCIENCE SYMPOSIUM AND MEDICAL IMAGING CONFERENCE 28th International Symposium on Room-Temperature Semiconductor Detectors　2021/10

  71. Timing resolution of TlBr and TlBr-TlCl PET detectors based on Cerenkov radiation measurement

    F. Nishikido, K. Hitomi, M. Nogami, H. G. Kang, T. Yamaya

    2021 VIRTUAL IEEE NUCLEAR SCIENCE SYMPOSIUM AND MEDICAL IMAGING CONFERENCE 28th International Symposium on Room-Temperature Semiconductor Detectors　2021/10

  72. Characterization of long-term stability of thallium bromide gamma-ray detectors

    K. Hitomi, M. Nogami, T. Onodera, K. Watanabe, K. Ishii

    2021 VIRTUAL IEEE NUCLEAR SCIENCE SYMPOSIUM AND MEDICAL IMAGING CONFERENCE 28th International Symposium on Room-Temperature Semiconductor Detectors　2021/10

  73. Optimization of TlBrCl Crystal for Cherenkov Photon Time Resolution

    2021 VIRTUAL IEEE NUCLEAR SCIENCE SYMPOSIUM AND MEDICAL IMAGING CONFERENCE 28th International Symposium on Room-Temperature Semiconductor Detectors　2021/10

  74. 陽子線治療におけるポリマーゲル線量計を用いた3次元線量分布評価

    寺川 貴樹, 若山 雄太, 梶山 愛, 牛島 寛章, 服部 祥尭, 田中 香津生, 人見 啓太朗, 野上 光博

    第82回応用物理学会秋季学術講演大会　2021/09

  75. X線，粒子線，および熱中性子照射によるSr2B2O5:Eu焼結体の熱蛍光特性

    小宮 基, 川本 弘樹, 藤本 裕, 越水 正典, 岡田 豪, 古場 裕介, 若林 源一郎, 野上 光博, 人見 啓太朗, 渡辺 賢一, 柳田 健之, 浅井 圭介

    第82回応用物理学会秋季学術講演大会　2021/09

  76. 中性子線照射によるDy3+添加Li2O–Al2O3–B2O3ガラスの熱蛍光

    山口 寛人, 小宮 基, 川本 弘樹, 藤本 裕, 越水 正典, 若林 源一郎, 野上 光博, 人見 啓太朗, 渡辺 賢一, 浅井 圭介

    第82回応用物理学会秋季学術講演大会　2021/09

  77. 対称型capacitive Frisch grid TlBr検出器の開発と評価 Invited

    野上 光博, 人見 啓太朗, 小野寺 敏幸, 椿山 邦見, 渡辺 賢一, 木村 乃久, 石井 慶造

    第82回応用物理学会秋季学術講演大会　2021/09

  78. TlBrClチェレンコフ結晶を用いた光学特性向上のための基礎研究

    金 正勲, 島添 健次, 高橋 浩之, 人見 啓太郎, 野上 光博

    第82回応用物理学会秋季学術講演大会　2021/09

  79. X-ray FPDへの応用に向けた薄膜TlBr検出器の基礎評価

    野上 光博, 人見 啓太朗, 金 正勲, 島添 健次, 石井 慶造

    日本原子力学会 2021年秋の年会　2021/09

  80. 原子力プラント内で利用可能なポータブル高分解能ガンマ線スペクトロメータ―の開発 (3)中性子ブラッグディップイメージングによる結晶性評価

    渡辺 賢一, 椿山 邦見, 人見 啓太朗, 野上 光博, 伊藤 主税, 前田 茂貴

    日本原子力学会 2021年春の年会　2021/03

  81. 原子力プラント内で利用可能なポータブル高分解能ガンマ線スペクトロメータ―の開発 (2)室温でのTlBr検出器の長期安定性評価

    野上 光博, 人見 啓太朗, 伊藤 主税, 椿山 邦見, 渡辺 賢一, 前田 茂貴

    日本原子力学会 2021年春の年会　2021/03

  82. 原子力プラント内で利用可能なポータブル高分解能ガンマ線スペクトロメータ―の開発 (1)研究計画

    前田 茂貴, 野上 光博, 伊藤 主税, 人見 啓太郎, 渡辺 賢一

    日本原子力学会 2021年春の年会　2021/03

  83. 臭化タリウム検出器を用いたX線イメージャの動作実証

    都木 克之, 豊田 耕平, 加瀬 裕貴, 都木 利之, 田端 健人, 寺尾 剛, 森井 久史, 小池 昭史, 青木 徹, 野上 光博, 人見 啓太郎

    第68回応用物理学会春季学術講演大会　2021/03

  84. 中性子線照射によるTb3+添加Li2O–Al2O3–B2O3ガラスの熱蛍光

    河村 一朗, 川本 弘樹, 藤本 裕, 越水 正典, 岡田 豪, 若林 源一郎, 野上 光博, 人見 啓太朗, 渡辺 賢一, 柳田 健之, 浅井 圭介

    第68回応用物理学会春季学術講演大会　2021/03

  85. 臭化タリウム検出器を用いたBNCT基礎研究のための小動物用PG-SPECT装置の開発

    中村 泰基, 人見 啓太朗, 野上 光博, 渡辺 賢一, 高田 卓志, 櫻井 良憲, 田中 浩基

    第68回応用物理学会春季学術講演大会　2021/03

  86. チェレンコフPETへの応用を目指した臭塩化タリウム結晶の育成

    人見 啓太朗, 野上 光博, 小野寺 敏幸, 錦戸 文彦, 山谷 泰賀, 金子 純一

    第68回応用物理学会春季学術講演大会　2021/03

  87. 対称型capacitive Frisch grid TlBr検出器の製作と評価

    野上 光博, 人見 啓太朗, 小野寺 敏幸, 渡辺 賢一, 椿山 邦見, 木村 乃久, 石井 慶造

    第68回応用物理学会春季学術講演大会　2021/03

  88. Development of thallium halide gamma-ray detectors

    K. Hitomi, M. Nogami, T. Onodera, K. Watanabe, H. Tanaka, S. Kubo, N. Kimura, K. Ishii

    2020 IEEE NSS/MIC and RTSD　2020/11

  89. Development of capacitive Frisch grid TlBr detectors with reversible electrode design

    M. Nogami, K. Hitomi, T. Onodera, K. Watanabe, K. Matsumoto, S. Kubo, N. Kimura, K. Ishii

    2020 IEEE NSS/MIC and RTSD　2020/11

  90. 波⾧分解中性子イメージングに基づくTlBrの結晶性の評価

    渡辺 賢一, 松本 伎朗, 瓜谷 章, 野上 光博, 人見, 啓太朗, 土川 雄介, 甲斐 哲也, 篠原 武尚

    第81回応用物理学会秋季学術講演大会　2020/09

  91. 臭塩化タリウム半導体検出器のエネルギー分解能改善

    人見 啓太朗, 野上 光博, 小野寺 敏幸, 錦戸 文彦, 山谷 泰賀, 金子 純一

    第81回応用物理学会秋季学術講演大会　2020/09

  92. 対称型capacitive Frisch grid TlBr検出器の評価

    野上 光博, 人見 啓太朗, 小野寺 敏幸, 渡辺 賢一, 松本 伎朗, 久保 信, 石井 慶造

    第81回応用物理学会秋季学術講演大会　2020/09

  93. TlBr指向性放射線検出器を用いた VPCの製作と評価

    野上光博, 人見啓太朗, 鳥居建男, 佐藤優樹, 谷村嘉彦, 川端邦明, 古田禄大, 宇佐美博士, 渡辺賢一, 小野寺敏幸, 石井慶造, 島添健次, 高橋浩之

    日本原子力学会 2020年秋の年会　2020/09

  94. Improvement of energy resolutions in capacitive Frisch grid TlBr detectors with a pulse waveform analysis

    M. Nogami, K. Hitomi, K. Watanabe, T. Onodera, N. Kimura, S. Kubo, K. Ishii

    SPIE Optics + Photonics Digital Forum　2020/08

  95. TlBr半導体を用いた指向性ガンマ線検出器の高線量場においての評価

    野上 光博, 人見 啓太朗, 鳥居 建男, 佐藤 優樹, 谷村 嘉彦, 川端 邦明, 渡辺 賢一, 小野寺 敏幸, 石井 慶造, 高橋 浩之

    日本原子力学会 2020年春の年会　2020/03

  96. 波⾧分解中性子イメージングに基づくTlBr検出器製作過程の検討

    渡辺 賢一, 松本 伎朗, 瓜谷 章, 野上 光博, 人見 啓太朗

    第67回応用物理学会春季学術講演大会　2020/03

  97. TlBr結晶の パルス電子ビームを用いた過渡吸収分光

    越水 正典, 室屋 裕佐, 山下 真一, 野上 光博, 人見 啓太朗, 藤本 裕, 浅井 圭介

    第67回応用物理学会春季学術講演大会　2020/03

  98. 対称型capacitive Frisch grid TlBr検出器の開発

    野上 光博, 人見 啓太朗, 小野寺 敏幸, 渡辺 賢一, 松本 伎朗, 久保 信, 石井 慶造, Byoung-Jik Ki

    第67回応用物理学会春季学術講演大会　2020/03

  99. 臭化タリウム半導体検出器の PIXE への応用に向けた基礎研究

    野上光博, 人見啓太朗, 寺川貴樹, 石井慶造

    第35回 PIXEシンポジウム　2019/11

  100. Basic Study on New Configurations for Thallium Bromide Detectors International-presentation

    K. Matsumoto, K. Watanabe, K. Hitomi, N. Nagano, M. Nogami, S. Yoshihashi, A. Yamazaki, A. Uritani

    2020 IEEE NSS/MIC and RTSD　2019/10

  101. Crystalline evaluation of TlBr semiconductor detectors using energy-resolved neutron imaging International-presentation

    K. Watanabe, K. Matsumoto, A. Uritani, Y. Kiyanagi, K. Hitomi, M. Nogami, H. Sato, W. Kockelmann

    2020 IEEE NSS/MIC and RTSD　2019/10

  102. Characterization of 1-cm thick Thallium Bromide Gamma-Ray Detectors International-presentation Invited

    K. Hitomi, M. Nogami, T. Onodera, K. Watanabe, K. Matsumoto, J. Lee, K. Ishii

    2020 IEEE NSS/MIC and RTSD　2019/10

  103. Development of Thallium Bromide Gamma-Ray Detectors for Intense Radiation Fields International-presentation

    M. Nogami, K. Hitomi, T. Torii, Y. Sato, Y. Tanimura, K. Kawabata, Y. Furuta, H. Usami, T. Onodera, N. Kimura, S. Kubo, K. Watanabe, S, Y. Kim, T. Ito, K. Ishii, K. Shimazoe, H. Takahashi

    2020 IEEE NSS/MIC and RTSD　2019/10

  104. 臭化タリウム半導体検出器の大型化に向けたコプレナーグリッド型電極の検討

    松本 伎朗, 渡辺 賢一, 人見 啓太朗, 野上 光博, 吉橋 幸子, 山﨑 淳, 瓜谷 章

    第80回応用物理学会秋季学術講演大会　2019/09

  105. 波長分解中性子イメージングによるTlBrの結晶性評価

    渡辺 賢一, 松本 伎朗, 人見 啓太朗, 野上 光博, 山﨑 淳, 吉橋 幸子, 瓜谷 章

    第80回応用物理学会秋季学術講演大会　2019/09

  106. TlBr結晶の低温発光特性における結晶成長部位と熱履歴の影響

    越水 正典, 人見 啓太朗, 野上 光博, 柳田 健之, 藤本 裕, 浅井 圭介

    第80回応用物理学会秋季学術講演大会　2019/09

  107. TlBr半導体を用いた指向性ガンマ線検出器の開発と評価

    野上光博, 人見啓太朗, 鳥居建男, 佐藤優樹, 谷村嘉彦, 川端邦明, 古田禄大, 宇佐美博士, 渡辺賢一, 小野寺敏幸, 木村乃久, 久保信, 金聖潤, 伊藤辰也, 石井慶造, 島添健次, 高橋浩之

    日本原子力学会 2019年秋の年会　2019/09

  108. Development of directional gamma-ray detectors for Fukushima decommissioning International-presentation

    Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Tatsuo Torii, Yuki Sato, Yoshihiko Tanimura, Kuniaki Kawabata, Yoshihiro Furuta, Hiroshi Usami, Kenichi Watanabe, Toshiyuki Onodera, Keizo Ishii, Kenji Shimazoe, Hiroyuki Takahashi

    第4回福島第一廃炉国際フォーラム（1FDIV）　2019/08

  109. Characterization of thallium bromide gamma-ray detectors fabricated from crystals grown by the vertical Bridgman method International-presentation

    M. Nogami, K. Hitomi, T. Torii, Y. Sato, Y. Tanimura, K. Kawabata, Y. Furuta, H. Usami, K. Watanabe, T. Onodera, N. Kimura, S. Kubo, S.-Y. Kim, T. Ito, K. Ishi, H. Takahashi

    SPIE Optics + Photonics 2019　2019/08

  110. Development of thallium bromide gamma-ray spectrometers for Fukushima decommissioning International-presentation

    Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Tatsuo Torii, Yuki Sato, Yoshihiko Tanimura, Kuniaki Kawabata, Yoshihiro Furuta, Hiroshi Usami, Kenichi Watanabe, Toshiyuki Onodera, Norihisa Kimura, Shin Kubo, Seong-Yun Kim, Tatsuya Ito, Keizo Ishi, Hiroyuki Takahashi

    International Workshop on Fukushima Decommissioning Research（FDR2019）　2019/05

  111. Feasibility study of TlBr semiconductor detectors for PIXE applications International-presentation

    Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Atsuki Terakawa, Kio Matsumoto, Kenichi Watanabe, Keizo Ishi

    16th International Conference on Particle Induced X-ray Emission (PIXE2019)　2019/03

  112. 1 cm厚ピクセル型TlBr放射線検出器の製作と評価

    野上光博, 人見啓太朗, 小野寺敏幸, 渡辺賢一, 松本伎朗, 伊藤辰也, 金聖潤, 石井慶造

    第66回応用物理学会春季学術講演会　2019/03

  113. TlBr半導体を用いた指向性ガンマ線検出器の製作

    野上光博, 人見啓太朗, 鳥居建男, 佐藤優樹, 谷村嘉彦, 川端邦明, 古田禄大, 渡辺賢一, 小野寺敏幸, 木村乃久, 久保信, 金聖潤, 伊藤辰也, 石井慶造, 高橋浩之

    日本原子力学会 2019年春の年会　2019/03

  114. Fabrication of Small-Volume TlBr Detectors for Constructing Directional Gamma-Ray Detectors International-presentation

    Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Tatsuo Torii, Yuki Sato, Yoshihiko Tanimura, Kuniaki Kawabata, Kenichi Watanabe, Toshiyuki Onodera, Nobumichi Nagano, Seong-Yun Kim, Tatsuya Ito, Keizo Ishi, Hiroyuki Takahashi

    2018 IEEE NSS/MIC and RTSD　2018/11

  115. Evaluation of small-volume thallium bromide detectors for virtual pinhole cameras

    Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Tatsuo Torii, Yuki Sato, Yoshihiko Tanimura, Kuniaki Kawabata, Kenichi Watanabe, Toshiyuki Onodera, Nobumichi Nagano, Seong-Yun Kim, Tatsuya Ito, Keizo Ishii, Hiroyuki Takahashi

    廃炉遠隔技術のための耐放射線化、運用技術及び計測技術の高度化の展望に関するカンファレンス　2018/11

  116. 大型TlBr放射線検出器の製作と評価

    野上光博, 人見啓太朗, 長野宣道, 小野寺敏幸, 渡辺賢一, 松本伎朗, 伊藤辰也, 金聖潤, 石井慶造

    第79回応用物理学会秋季学術講演会　2018/09

  117. 高線量場におけるTlBr検出器の基礎的特性評価

    野上光博, 人見啓太朗, 鳥居建男, 佐藤優樹, 谷村嘉彦, 川端邦明, 渡辺賢一, 小野寺敏幸, 長野宣道, 木村乃久, 金聖潤, 伊藤辰也, 石井慶造, 高橋浩之

    日本原子力学会 2018年秋の年会　2018/09

  118. Gamma-ray measurements in high-dose radiation fields using TlBr semiconductor detectors

    Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Tatsuo Torii, Yuki Sato, Yoshihiko Tanimura, Kuniaki Kawabata, Kenichi Watanabe, Toshiyuki Onodera, Nobumichi Nagano, Seong-Yun Kim, Tatsuya Ito, Keizo Ishii, Hiroyuki Takahashi

    第3回福島第一廃炉国際フォーラム　2018/08

  119. Characterization of Thin TlBr Detectors for Intense Radiation Fields International-presentation

    Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Tatsuo Torii, Yuki Sato, Yoshihiko Tanimura, Kuniaki Kawabata, Kenichi Watanabe, Toshiyuki Onodera, Nobumichi Nagano, Seong-Yun Kim, Tatsuya Ito, Keizo Ishii, Hiroyuki Takahashi

    2018 Symposium on Radiation Measurements and Applications (SORMA XVII)　2018/06

  120. Feasibility study of thallium bromide detectors for PET applications

    M. Nogami, N. Nagano, K. Hitomi, S. Kawamura, T. Onodera, T. Ito, S.-Y. Kim, K. Ishii

    第74回日本放射線技術学会総会学術大会　2018/04

  121. TlBr放射線検出器の高線量場適用への検討

    野上光博, 人見啓太朗, 長野宣道, 石井慶造

    次世代イニシアティブ廃炉技術カンファレンス（NDEC3）　2018/03

  122. 高放射線場への適用を目指した極小TlBr放射線検出器の開発

    野上光博, 人見啓太朗, 長野宣道, 石井慶造

    日本原子力学会 2018年春の年会　2018/03

  123. Small-volume thallium bromide gamma-ray detectors for high-intensity radiation fields International-presentation

    Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Nobumichi Nagano, Toshiyuki Onodera, Norihisa Kimura, Hiroki Sunaba, Makoto Kousaka, Shin Kubo, Seong-Yun Kim, Tatsuya Ito, Kenichi Watanabe, Keizo Ishii

    International Symposium on Radiation Detectors and Their Uses (ISRD2018)　2018/01

  124. Evaluation of TlBr Detectors for Prompt Gamma-Ray Detection for Proton Therapy International-presentation

    Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Nobumichi Nagano, Toshiyuki Onodera, Hibiki Hosokawa, Tomoya Higuma, Seong-Yun Kim, Tatsuya Ito, Atsuki Terakawa

    2017 IEEE NSS/MIC and RTSD　2017/10

  125. 臭化タリウム検出器を用いた陽子線によるガンマ線の計測

    野上光博, 人見啓太朗, 長野宣道, 小野寺敏幸, 細川響, 日隈友也, 金聖潤, 伊藤辰也, 寺川貴樹

    日本原子力学会 2017年秋の年会　2017/09

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Research Projects 9

  1. TlBr半導体による高感度・高精細フォトンイメージングの実現

    小野寺 敏幸, 野上 光博, 豊川 秀訓, 人見 啓太朗

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 基盤研究(A)

    Institution: 東北工業大学

    2024/04/01 - 2029/03/31

  2. 陽子線治療効果を増強する新規DDS技術の開発

    寺川 貴樹, 野上 光博, 人見 啓太朗

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 基盤研究(B)

    Institution: 東北大学

    2024/04/01 - 2027/03/31

  3. 放射線の三次元影と人工知能が拓く放射線イメージングの新機軸

    北山 佳治, 野上 光博, 人見 啓太朗

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 基盤研究(C)

    Institution: 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

    2023/04/01 - 2026/03/31

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    本研究は、空間に三次元的に配置したガンマ線検出器の応答パターンから、ガンマ線源の位置を逆推定する手法を確立し、その手法を利用したガンマ線イメージャーの開発を行うことを目的としている。今年度は、本手法の角度分解能や方向推定精度といったイメージャーの性能に強く影響を与えるパラメータの探索と、その最適化手法についての検討を実施した。 研究の結果、各検出器の応答強度のコントラストが低く、また似たような応答パターンが複数の位置で出現するような方向からガンマ線が入射すると角度分解能が悪化することが分かった。応答パターンのコントラストや一意性の高さは、遮蔽体と検出器の配置によって決定されることから、我々はイメージャージオメトリを設計するうえでの重要な指標を得た。ガンマ線の入射方向によって検出器の応答パターンが大きく変わるようなジオメトリを複数パターン考案し、ガンマ線イメージングシミュレーションを実施したところ、大幅な性能向上が確認された。 次年度以降は、いくつかのパラメータについてさらなる詳細な検討を重ね、機械学習的にイメージャージオメトリを最適化する手法について検討する。

  4. Innovative study on carrier transport mechanism in TlBr gamma-ray detector based on wavelength-resolving neutron imaging

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Institution: Kyushu University

    2022/04/01 - 2025/03/31

  5. TlBr半導体の純化過程における不純物挙動と電荷輸送特性の評価

    野上 光博, 平田 岳史, 渡辺 賢一, 人見 啓太朗

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 基盤研究(B)

    Institution: 東北大学

    2022/04/01 - 2025/03/31

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    当該年度の研究実績の概要は以下の通りである。 1)TlBr原料の純化を帯域精製法を用いて行った。純化したTlBr結晶を用いて帯溶融法により結晶育成を行った。育成したTlBr結晶を前方部・中間部・後方部に切りわけ、それぞれの結晶用いて各部位で４個ずつTlBr検出器の製作を行った。また、TlBr結晶およびTlBr検出器をそれぞれ不純物分析、電荷輸送特性評価試験に提供した。 2)項目1)で準備した前方部・中間部・後方部のTlBr結晶(TlBr検出器製作に用いた近傍の結晶)に対して、LA-ICP-MSによる不純物元素分析を行った。レーザーの照射条件は昨年度と同様に照射視野200 um × 200 um、レーザー出力10 mWで分析を行った。元素スクリーニング分析の結果、分析対象元素を約20元素まで絞り込みTlBr結晶中の含有量の分析を行った。また、試料の深さ方向の分析を行い、表面汚染の影響評価を行った。分析の結果帯域精製により、後方部に著しく集積する元素、反対に全ての部位に万遍なく分布する元素があることが分かった。 3)項目1)で育成したTlBr結晶の前方部・中間部・後方部のそれぞれの部位から製作したTlBr検出器の特性評価および電荷輸送特性の評価を行った。特性評価では、137Cs密封線源を用いてエネルギー分解能の評価を行った。また、電荷輸送特性の評価では、241Am密封線源を用いて電子の移動度μとキャリア寿命τの積であるμτ積の評価を行った。その結果、前方部の結晶から製作したTlBr検出器が最も優れた特性をもつことが分かった。 4)TlBr結晶中に含まれる不純物濃度とTlBr検出器の電荷輸送特性の相関関係に関する検討を行うために、LA-ICP-MSによる不純物分析結果の整理、TlBr検出器の諸特性の整理、および文献調査を行った。

  6. 超高ピーク対バックグラウンド比を有するBNCT用治療線量モニターの開発

    人見 啓太朗, 野上 光博, 渡辺 賢一, 小野寺 敏幸, 田中 浩基, 石井 慶造

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業 基盤研究(A)

    Category: 基盤研究(A)

    Institution: 東北大学

    2020/04/01 - 2024/03/31

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    本研究はガンマ線ピーク効率が非常に高い臭化タリウム(TlBr)化合物半導体を用いて、高エネルギー分解能を有するガンマ線検出器を開発し、高ピーク対バックグラウンド比でホウ素が中性子と反応する際に放出される478 keVの即発ガンマ線を検出することが可能なBNCT用治療線量モニターを実現することを目的としている。 今年度はRFスパッタ法を用いた電極形成および加速器中性子源を用いた即発ガンマ線の検出に関する研究を中心に行った。 TlBr検出器の電極はこれまで真空蒸着法を用いて形成されてきた。本研究では良好な電極が形成できると期待されるRFスパッタ法を用いて検出器の電極形成を試みた。育成したTlBr結晶を切り出し表面加工を施して検出器製作に用いる基板とした。TlBr検出器の電極材料としてはTlが良好であるが、Tlスパッタリングターゲットは入手困難である。このため、スパッタリングターゲット製作方法の検討を行った。検討の結果、Tlを真空蒸着したターゲットを製作した。製作したTlターゲットを用いることによりTlBr結晶上にRFスパッタ法によりTl電極を形成する事に成功した。 また、本研究ではTlBr検出器を用いて加速器中性子源からの中性子照射による478 keV即発ガンマ線の測定を行った。青森県量子科学センターのNRTラインにおいて即発ガンマ線計測実験を行った。ホウ素入りポリエチレンをターゲットとして中性子照射を行った。この時、ホウ素が中性子と反応する際に放出される即発ガンマ線の検出をTlBr検出器を用いて行った。高エネルギーガンマ線によるバックグラウンドや511 keVのガンマ線が混在する測定環境においてTlBr検出器を用いて478 keVの即発ガンマ線を明確に検出することに成功した。

  7. Development of a portable high-resolution gamma-ray spectrometer for nuclear facilities

    Maeda Shigetaka

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Institution: Japan Atomic Energy Agency

    2020/04/01 - 2023/03/31

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    As a portable and high-energy-resolution gamma-ray spectrometer that can be easily used even in a nuclear power plant where accessibility is not sufficient, it replaces the HP-Ge detector used in the fuel failure detection equipment of the experimental fast reactor Joyo. With this in mind, we conducted a demonstration test with a prototype detector manufactured based on the manufacturing conditions obtained in this research, and achieved the energy resolution necessary for nuclide discrimination of fission product (FP) gas and polarization. long-term stability was confirmed. We showed the possibility of realizing a portable and high-energy-resolution gamma-ray spectrometer using a TlBr semiconductor detector.

  8. Development of heavy-element semiconductor radiation detectors for realizing ultra-high resolution SPECT

    Mitsuhiro Nogami

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

    Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

    Institution: Tohoku University

    2020/04 - 2022/03

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    SPECT (single-photon emission computed tomography) is used as a tool in diagnosing the physiological functions of organs. A drawback of SPECT is the low spatial resolutions about 1 cm. Radiation detectors used for SPECT are required for high spatial resolutions to find small lesions. In this study, a signal processing technology was developed to improve the spatial resolutions of TlBr pixelated semiconductor radiation detectors with an anode pixel electrode, a guard electrode, and a cathode electrode. The radial interaction position in the anode pixel for the incident gamma ray was determined by taking the anode to guard electrode signal ratio. In addition, the depth of interaction of the incident gamma ray was determined by taking the cathode to anode signal ratio. The energy resolution of the TlBr pixelated detector was improved by selecting the events occurred near the cathode surface region and in the central region of the anode pixel.

  9. Realization of Cherenkov PET with photon-electron hybrid detectors using transparent semiconductors

    Hitomi Keitaro

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research Challenging Research (Exploratory)

    Category: Challenging Research (Exploratory)

    Institution: Tohoku University

    2019/06 - 2021/03

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    Thallium bromo-chloride (TlBrCl) is a transparent semiconductor. TlBrCl crystals were grown by the traveling molten zone method using zone-purified materials in this study. Semiconductor detectors were fabricated from the TlBrCl crystals by evaporating electrodes on the crystals. A TlBr0.7Cl0.3 semiconductor detector exhibited an energy resolution of 6.4% full width at half maximum for 511-keV gamma rays at room temperature. A silicon photomultiplier (SiPM) was coupled optically to a TlBr0.3Cl0.7 semiconductor detector. The TlBr0.3Cl0.7 detector was irradiated with a 22Na gamma-ray source at room temperature. The gamma ray interacting with the detector material creates electron-hole pairs and Cherenkov photons simultaneously in the crystal. Simultaneous detection of the charge signal and the photon signal was achieved with the device in this study. The TlBrCl detectors are attractive for applications in positron emission tomography.

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