2015 Fiscal Year Research-status Report
粒子線照射での物理過程から化学過程への移行中の物理現象解明のための計算コード開発
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25390131
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
森林 健悟 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究主幹 (70354975)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 重イオンビーム / 二次電子の運動 / 内殻電離 / 分子の振動・回転励起 / 動径線量 / 重粒子線がん治療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
重粒子線によるがん治療は高い治療効果を持つことが知られおり、その理由の一つはクラスターDNA損傷を作るからと考えられている。しかしながら、クラスターDNA損傷の生成機構は分かっていない。この機構が分かれば、より高い治療効果をもつがん治療の実施につながるので、イオンビームが細胞に照射されたときのトラック構造シミュレーションの研究を行っている。イオンビームの衝突電離で生成する水分子イオンが形成する電場の影響を考慮し、二次電子の運動を記述するシミュレーションコードを開発している。その結果、イオンビームの衝突電離断面積が大きいとき、多くの二次電子がイオンビームの軌道付近に束縛され、集団的運動していることを明らかにした。今年度は、 モデルをさらに、現実の状況に近づけることを目指して (i)二次電子の放出角度分布の最新の実験データをコードに導入し、 (ii) 内殻電離、オージュー電子、分子の振動・回転励起による電子エネルギーの緩和過程をモデルに取り入れることに成功した。ここで行われたモデルの開発は、重粒子線がん治療治療計画で使用されている動径線量分布を現実の状況に近づけることが期待でき、重粒子線がん治療の高度化に貢献できる可能性があり、今年度から所属する量子科学技術研究開発機構の研究開発に貢献することを目指したものである。また、分子の振動・回転励起による電子エネルギーの緩和過程は、研究実施計画に基づいて行われた研究開発であり、 重粒子線照射後、100フェムト秒以降で重要となる。
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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
コード、モデルの開発は順調に進んでいる。成果は、国内、国際学会で講演し、良い評価を得た。さらに、論文を３報、掲載し、国内外に広く発信することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
二次電子のスペクトルなどの最新の観測データと比較して二次電子の運動や動径線量シミュレーションの結果の精度を評価すると共に、物理過程から化学過程への移行中の物理現象のさらなる解明を目指す。
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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等を考え、次年度に購入した方がよいと判断したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
コンピューターの購入。
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Research Products
(6 results)
