2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development and Application of Tabletop Source of Microbeam by Utilizing Laser Driven Dielectric Switch
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17H01071
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
上坂 充 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30232739)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 時浩 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 専任研究員 (80301745)
吉田 光宏 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 准教授 (60391710)
山下 真一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20511489)
坂本 文人 秋田工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (60504818)
岡 壽崇 東北大学, 高度教養教育・学生支援機構, 助教 (70339745)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 卓上マイクロイオンビーム源 / ガラスキャピラリー / 放射線誘起DNA損傷修復 / DNA損傷修復時間分解分析 / GFP-XRCC1 / γH2AX / Ac225α線がん治療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
卓上マイクロイオン加速システムのメインのコンポーネントのイオン源、光伝導スイッチの開発を行い加速のための試験を行った。レーザー強度を上げるためレーザー増幅器を増強し1J近い出力が得られるようになった。これを利用してイオン源についても6価の炭素イオンでもさらに大電流が得られるようになった。また光伝導スイッチについてはGaAsでは耐久性に問題があったため、協力関係にある中国SICCASから供給されたSiCの光伝導スイッチの試験を行い、耐電圧に関しては20kV以上で安定に動作する事が確認でき、これによって高い加速電圧でイオンが加速可能となった。
マイクロイオンビーム源の改良については，当初光伝導スイッチを用いた加速スキームを想定していたが，加速部には同軸構造を有するスネーク型resonant ring構造を採用することを検討し，1周構造の同軸加速構造の基礎検討を行った．これにより，多段加速スキームをさらにコンパクトにするシステム設計ができた。
α線内用療法を念頭におき、既存の理化学研究所のペレトロン加速器とガラスキャピラリー（出口内径：10um, フタ厚：7.5um.）によるHe2+イオンマイクロビーム（4.5 MeV）照射にて、RPE細胞のDNA損傷修復可視化実験を行った。照射時の細胞の乾燥影響を防ぐために、ペリスタルティックポンプを用いて培養液をサンプルに滴下しながら照射できるようなセットアップを組み立てた。このセットアップで、ペレトロン加速器を用いたガラスキャピラリーマイクロビーム照射法により、自然損傷が比較的少ないRPE細胞で線状イオントラックの可視化実験を行なった。ガラスキャピラリーの出射口を細胞に押し付けるようにして照射を行い、蛍光免疫染色によりヒットポイントを可視化することに成功した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Generation of Quasimonoenergetic Proton Bunch via Interaction of Micron-Scale Hydrogen Cluster Targets with PW-Class Laser Pulses", 11th International Conference on Inertial Fusion Science and Applications2019
Author(s)
Yuji Fukuda, Masato Kanasaki, Satoshi Jinno, Keita Sakamoto, Takafumi ASai, Kazuki Shimizu, Alexander S. Pirozhkov, Akito Sagisaka, Koichi Ogura, Yasuhiro Miyasaka, Kotaro Kondo, Ryutaro Matsui, Kunihiro Morishima, Satoshi Kodaira, Keiji Oda, Tomoya Yamauchi, Mitsuru Uesaka et al.
Organizer
IFSA2019
Int'l Joint Research
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