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粒子線がん治療装置のスポットスキャニング照射のための高速ビーム取出し制御の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K11924
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分80040:量子ビーム科学関連
研究機関日本大学

研究代表者

中西 哲也  日本大学, 生産工学部, 特任教授 (50440037)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードシンクロトロン / ビーム取出し / RFKO / マルチバンドRFKO / スポットスキャニング / 粒子線がん治療 / スピルの一様化 / 高速ビーム切り替え / 広帯域高周波ノックアウト / スポットスキャニング照射法 / ビーム取り出し / RFノックアウト / 遅いビーム取出し / 粒子線治療 / 高周波ノックアウト
研究成果の概要

シンクロトロンを使ったスポットスキャニング照射への適用を目的にマルチバンドRFKOシステムを開発し、若狭湾エネルギー研究センターのシンクロトロンを使って原理実証試験に成功した。この方法は、シンクロトロンを周回するビームをバンチングさせることなくスピルを時間的に一様にでき、更に、バンチしないことによりビーム出射制御のビームoff時間が短時間で達成できる。実験結果はRFKO信号に含ませるバンド数を増やすにともないスピル強度の時間変動は小さくなり、ビームシミュレーションで予想された結果と同様の結果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

シンクロトロンを使った粒子線がん治療装置において、ビーム照射方法として最も効果的な方法の一つであるスポットスキャニング照射が実用的な照射時間で実施でき、その結果、より信頼性の高い線量分布を患部全体に与える治療が行えると考える。また、開発したマルチバンドRFKO取出しは、スピル強度の変動を容易に低減でき、ビーム出射のon/offを高速で制御できるため、原子核・素粒子実験においても有効と考える。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Slow beam extraction method from synchrotron for uniform spill and fast beam switching using an RF knockout method of multi-band colored noise signal, - POP Experiment and Simulation -2021

    • 著者名/発表者名
      T. Shiokawa, Y. Okugawa, T. Kurita, and T. Nakanishi
    • 雑誌名

      Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A

      巻: A 1010 165560 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1016/j.nima.2021.165560

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Slow beam extraction from a synchrotron using a radio frequency knockout system with a broadband colored noise signal2019

    • 著者名/発表者名
      T.Yamaguchi, Y.Okugawa, T.Shiokawa, T.Kurita, T.Nakanishi
    • 雑誌名

      Nuclear Inst. and Methods in Physics Research B

      巻: 462 ページ: 177-181

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] マルチバンドRFKO システムのプロトタイプの開発2019

    • 著者名/発表者名
      塩川智也, 奥川雄太郎, 山口輝人, 中西哲也
    • 雑誌名

      日本加速器学会年会プロシーディングス

      巻: 1 ページ: 797-801

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] マルチバンドRFKO電界による遅いビーム取り出しの原理実証実験2019

    • 著者名/発表者名
      山口 輝人,奥川 雄太朗,塩川 智也,栗田 哲郎,中西 哲也
    • 雑誌名

      日本加速器学会年会プロシーディングス

      巻: 1 ページ: 66-69

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] マルチバンドRFKO電界による遅いビーム取り出しの原理実証試験のためのビームシミュレーション研究2019

    • 著者名/発表者名
      奥川 雄太郎,山口 輝人,中西 哲也
    • 雑誌名

      日本加速器学会年会プロシーディングス

      巻: 1 ページ: 501-505

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] シンクロトロンからの取出しビームの一様化に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      中西哲也
    • 学会等名
      第20回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 一様なスピルでかつ高速ビームON/OFF ができるマルチバンドRFKO による遅い ビーム取出し2022

    • 著者名/発表者名
      中西哲也, 奥川雄太郎, 塩川智也, 栗田哲郎
    • 学会等名
      第19回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] RFKOシステム用APNの提案2021

    • 著者名/発表者名
      中西哲也
    • 学会等名
      日本大学生産工学部第54回学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] シンクロトロンからの遅いビーム取り出しにおけるスピル増加のためのカラードノイズデータの変更2020

    • 著者名/発表者名
      奥川雄太郎, 栗田哲郎, 中西哲也
    • 学会等名
      第17回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 遅いビーム取り出しにおける高速ビーム制御とビーム取出し量を増やすためのマルチバンドRFKOシステムに関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      塩川智也, 奥川雄太郎, 山口輝人,栗田哲郎, 中西哲也
    • 学会等名
      第17回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Slow beam extraction from a synchrotron using a radio frequency knockout system with a broadband colored noise2019

    • 著者名/発表者名
      T.Yamaguchi, Y.Okugawa, T.Shiokawa, T.Kurita, T.Nakanishi
    • 学会等名
      13th European Conference on Accelerators in Applied Research and Technology
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチバンドRFKO システムのプロトタイプの開発2019

    • 著者名/発表者名
      塩川智也, 奥川雄太郎, 山口輝人, 中西哲也
    • 学会等名
      第16回 日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチバンドRFKO電界による遅いビーム取り出しの原理実証実験2019

    • 著者名/発表者名
      山口 輝人,奥川 雄太朗,塩川 智也,栗田 哲郎,中西 哲也
    • 学会等名
      第16回 日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチバンドRFKO電界による遅いビーム取り出しの原理実証試験のためのビームシミュレーション研究2019

    • 著者名/発表者名
      奥川 雄太郎,山口 輝人,中西 哲也
    • 学会等名
      第16回 日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Slow beam extraction form a synchrotron using a radio frequency knockout system with a broadband2019

    • 著者名/発表者名
      T.Yamaguchi, Y.Okugawa, T.Shiokawa, T.Kurita,T.Nakanishi
    • 学会等名
      The 13th European Conference on Accelerators in Applied Research and Technology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of a very wideband RF-knockout system for spot scannig irradiation2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Nakanishi, Ryosuke Nishihara, Teruto Yamaguchi, Hisaaki Kato, Daijiro Kobayashi, Tomoya Shiokawa
    • 学会等名
      25th Conference on Application of Accelerators in Research and Industry
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 一様スピルを得るための広帯域RFKOシステム用APNの試作2018

    • 著者名/発表者名
      山口輝人、西原亮輔、加藤久暁、小林大二朗、塩川智也、中西哲也
    • 学会等名
      日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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