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がん治療用RI多量製造及びBNCT用熱中性子高強度化のためのハーモニック加速研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K09018
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 医学物理学・放射線技術学
研究機関大阪大学

研究代表者

福田 光宏  大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (60370467)

研究分担者 倉島 俊  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線高度利用施設部, 上席研究員(定常) (50370391)
宮脇 信正  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線高度利用施設部, 主任研究員(定常) (90370478)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードハーモニック加速 / サイクロトロン / 位相バンチング / 共振空洞 / アルファ線核医学治療 / ホウ素中性子捕捉療法 / アルファ線内用療法 / 加速器 / BNCT
研究成果の概要

難治性の進行がんの治療を可能にするため、アルファ線を放出する放射性同位元素を合成した標的剤を投与し、正常細胞を傷つけずにアルファ粒子でがん細胞だけをピンポイントで死滅させるアルファ線核医学治療の実用化を目指した数百マイクロアンペア以上のヘリウムイオン加速を目的とした高強度小型加速器の要素開発研究を実施した。その結果、高強度イオンビームがサイクロトロンに入射した際の空間電荷効果によって生じる進行方向のビームの発散(ビーム位相幅の拡大)とエネルギー幅の増大を中心領域における位相バンチング法によって抑制するための高調波加速電圧波形を生成する高調波共振空洞の実現性を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来技術では、サイクロトロン内部でビーム進行方向の集束効果を生み出す方法はなかったが、本技術は初期加速におけるエネルギー利得分布の最適化により空間電荷効果による進行方向のビーム発散を抑制するユニークな手法であり、小型サイクロトロンにおける大強度化を実現する要素技術として価値は極めて高い。本技術により、アルファ線核医学治療用のGBq級のAt-211大量製造の道が拓ける。さらに、本加速器はTc-99m等のSPECT核種製造やBNCT用中性子源としても活用でき、放射線治療・診断技術にイノベーションをもたらす高度な基盤装置として開発の意義は極めて大きい。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [学会発表] Novel Cyclotron System for Medical Applications2019

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Fukuda
    • 学会等名
      Asian Forum for Accelerator and Detectors(AFAD2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] サイクロトロンのハーモニック加速システムの位相バンチングの評価2018

    • 著者名/発表者名
      宮脇信正、福田光宏、ほか
    • 学会等名
      第15回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] OPERAプログラムにおける量子アプリケーション技術の創出を目指した小型加速器・照射技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      福田光宏、ほか
    • 学会等名
      第15回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] RCNP AVFサイクロトロンの高強度化を目指した中心領域及び出射系の改良の検討2018

    • 著者名/発表者名
      中尾政夫、福田光宏、ほか
    • 学会等名
      第15回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] LLFP核種の核変換のための大強度小型サイクロトロンの概念検討2018

    • 著者名/発表者名
      武田佳次朗、福田光宏、ほか
    • 学会等名
      第15回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] サイクロトロンの高強度化のためのハーモニック加速システムの概念検討2017

    • 著者名/発表者名
      福田光宏
    • 学会等名
      第14回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] TIARA AVFサイクロトロンの取出ビームに対する中心領域の位相バンチングの効果2017

    • 著者名/発表者名
      宮脇信正
    • 学会等名
      第14回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] TIARA AVFサイクロトロンの位相バンチングの比較2016

    • 著者名/発表者名
      宮脇 信正,福田 光宏,倉島 俊,柏木 啓次
    • 学会等名
      第13回日本加速器学会年会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉市)
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] サイクロトロン及びサイクロトロンの加速方法2018

    • 発明者名
      福田光宏
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-01-27  

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