와세다대학 이공학술원 카타오카 쥰 교수 등의 연구팀은 1-10MeV(메가전자볼트)의 감마선을 가시화할 수 있는 컴팩트한 카메라를 개발해 양자선 치료 중에 생기는 즉발 감마선을 고정밀도로 이미징하는 것 처음으로 성공했다.
X선·감마선은 빛의 동료이지만, 인간의 눈에는 직접 볼 수 없다. 100keV(킬로전자 볼트)까지의 X선, 100MeV를 넘는 고에너지 감마선에서는 이미징법이 확립되어 있지만, 그 틈에 있는 1-10MeV의 감마선은 특히 투과력의 강도와 반응의 복잡 따라서 이미징이 어려움을 극복한다고 한다.
이 어려움에도 불구하고 1-10MeV를 직접 "보는"기술이 갈망되고 있다.예를 들면 첨단 의료에서는, 암컷을 넣지 않고 암의 근치를 촉진하는 양자선 치료가 주목되고 있어, 양자선이 체내의 원소와 반응해 방출하는 감마선을 볼 수 있으면, 치료 정밀도의 향상을 기대할 수 있다.또한 다양한 여기 원자핵(산소나 탄소 등)에서 생기는 감마선은 1-10MeV에 집중하고 있어, 관측 가능해지면 우주의 원소 합성을 풀어내는 중요한 열쇠를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.
이번 연구팀은 1-10MeV의 감마선에 특화된 컴팩트한 고정밀 카메라를 개발.그리고, 그 유용성의 최초의 실증으로서, 양자선과 체내의 탄소가 반응했을 때에 생기는 4.4MeV 감마선에 주목해, 양자선 치료중의 온라인 모니터를 모의한 이미징 실험을 실시했다.
그 결과, 측정한 감마선의 발생 분포는 조사한 양자선의 에너지 손실과 거의 정확하게 일치했다고 하며, 치료 중의 온라인 모니터로서의 유용성이 세계에서 처음으로 증명되었다.
이 성과에 의해 양자선 치료의 고도화가 진전될 뿐만 아니라, 소형화에 성공했기 때문에 위성에도 탑재가 가능할 것으로 기대되어 우주 과학에 있어서도 큰 진전을 얻을 수 있다고 한다.
