2018 Fiscal Year Research-status Report
量子ビームで生成するトラックポテンシャルの階層構造と飛跡構造の関係を探る
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18K11935
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
森林 健悟 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 量子生命科学研究部, 上席研究員(定常) (70354975)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | トラックポテンシャル / 簡便式 / クラスターイオン / 動径線量 / シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
トラックポテンシャル(量子ビーム照射で生じるイオンの集まりが作る電場)と飛跡構造（エネルギー付与の空間分布）との関係の解明は重粒子線が高い癌治療効果を持つ理由の解明に繋がると共に量子ビームの種類とエネルギーの効果を予測できるようになる。そこで、本研究では、複数の量子ビームで生じる(i)トラックポテンシャルを分類し、(ii)トラックポテンシャルと飛跡構造との関係を探る理論・シミュレーション研究を、さらに、(iii)飛跡構造とクラスターDNA損傷の生成量や細胞の変異・死との関係を探るための実験を提案することを行う。
本年度は、我々の新規シミュレーションモデルで計算した重イオン照射による動径線量分布を再現する簡便式の導出に成功した。動径線量分布のシミュレーションは、計算時間が数週間掛かるが、これを用いれば、だれでも数秒で動径線量分布を計算でき、重粒子線がん治療の治療計画や重粒子線の細胞照射の解析に使用する際は、非常に有用である。この導出は、将来、複雑なトラックポテンシャルの飛跡構造の簡便式にも有用であることが期待できる。さらに、トラックポテンシャルが簡便式で記述できることが以前の研究で分かったが、この簡便式をコードに導入して二次電子の運動や動径線量のシミュレーションコードを開発した。このコードを用いた計算結果は簡便式を使わずにシミュレーションした結果をほぼ再現することに成功した。これは、シミュレーション時間を大幅に削減でき、クラスターイオンやFELの飛跡構造シミュレーションにも役に立つことが期待できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
動径線量分布の簡便式の導出及びトラックポテンシャルの簡便式を用いたモデル開発に成功したが、これらは、今後行う予定の複雑なトラックポテンシャルを作るクラスターイオンなど様々な量子ビーム照射で生成する二次電子の運動、飛跡構造シミュレーションのモデル開発に役に立つことが期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
複雑なトラックポテンシャルを作るクラスターイオンなど様々な量子ビーム照射で生成する二次電子の運動、飛跡構造シミュレーションを行う予定である。
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| Causes of Carryover |
当初、コンピューターの購入を予定し、仕様の検討を行ったが、モデルチェンジの可能性を考え、次年度購入した方が良いと判断した。次年度はコンピューターの購入に使用する予定である。
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