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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

研究課題

研究課題/領域番号 25390131
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 量子ビーム科学
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 (2016-2017)
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 (2013-2015)

研究代表者

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)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワード重イオンビーム / シミュレーション / 二次電子の運動 / 動径線量 / トラックポテンシャル / 二次電子 / 電場 / イオン衝突電離断面積 / DNA損傷 / 誘導電場 / 内殻電離 / 分子の振動・回転励起 / 重粒子線がん治療 / 重粒子線照射 / MDコード / 三体再結合 / 分子の分極
研究成果の概要

重粒子線が細胞(主に水)に照射されたときの二次電子の運動のシミュレーション研究を行った。このシミュレーションでは、入射粒子線の軌道付近に生じる分子イオンが作る電場(トラックポテンシャル)の二次電子への影響を考慮した。シミュレーションによりトラックポテンシャルから脱出できる二次電子の確率をイオン衝突電離断面積の関数とした簡便式を導くことに成功した。この確率は観測値の傾向とほぼ一致した。さらに、トラックポテンシャルのこの影響を考慮した動径線量(重粒子の軌道からの距離の関数としての線量)の新しい分布の構築に成功した。この分布は入射粒子線の軌道付近で従来の分布よりも非常に大きくなる。

報告書

(6件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Effect of the track potential on the motion and energy flow of secondary electrons created from heavy-ion irradiation2018

    • 著者名/発表者名
      K. Moribayashi
    • 雑誌名

      Radiate. Phys. Chem.

      巻: 146 ページ: 68-72

    • DOI

      10.1016/j.radphyschem.2018.01.017

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Proposal for Experiment Systems Using Laser Driven Heavy Ions and XFELs to Understand Physical Phenomena Occurring near the Incident Ion Path2018

    • 著者名/発表者名
      K. Moribayashi
    • 雑誌名

      Proc. 15th Int. Conf. X-ray lasers

      巻: 292 ページ: 121-123

    • DOI

      10.1007/978-3-319-73025-7_19

    • ISBN
      9783319730240, 9783319730257
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simple formulas for heavy-ion-irradiation-induced electric field2017

    • 著者名/発表者名
      Kengo Moribayashi
    • 雑誌名

      Nucl. Instru. Methods Phys. Res. B

      巻: 408 ページ: 241-243

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2017.04.088

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of track potentials on the movement of secondary electrons due to irradiation of heavy ions2017

    • 著者名/発表者名
      K. Moribayashi
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn

      巻: 86 号: 2 ページ: 024301-024301

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.024301

    • NAID

      40021098389

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of recombination between a molecular ion and an electron on radial dose in the irradiation of a heavy ion2016

    • 著者名/発表者名
      Kengo Moribayashi
    • 雑誌名

      Applied Physics Research

      巻: 8 号: 1 ページ: 138-148

    • DOI

      10.5539/apr.v8n1p138

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of the radial dose distribution function relevant to the treatment planning system for heavy particle cancer therapy2015

    • 著者名/発表者名
      Kengo Moribayashi
    • 雑誌名

      Physica Scripta

      巻: 90

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Simulation study of radial dose due to the irradiation of a swift heavy ion aiming to advance the treatment planning system for heavy particle cancer therapy: the effect of emission angles of secondary electrons2015

    • 著者名/発表者名
      Kengo Moribayashi
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B

      巻: 365 ページ: 592-595

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2015.10.028

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 解説 動径線量2014

    • 著者名/発表者名
      森林健悟
    • 雑誌名

      原子衝突学会誌「しょうとつ」

      巻: 11 ページ: 73-91

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Radial dose calculation due to the irradiation of a heavy ion: Role of composite electric field formed from the polarization of molecules and molecular ions2014

    • 著者名/発表者名
      Kengo Moribayashi
    • 雑誌名

      Radiation Physics and Chemistry

      巻: 96 ページ: 211216-211216

    • DOI

      10.1016/j.radphyschem.2013.09.016

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relaxation of Plasma Created from Irradiation of a Heavy Ion2014

    • 著者名/発表者名
      Kengo Moribayashi
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 1 ページ: 13089-13089

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Demonstrations for the effect of composite electric fields of molecular ions on the motion of secondary electrons due to ion irradiation,2013

    • 著者名/発表者名
      Kengo Moribayashi
    • 雑誌名

      Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B

      巻: 85 ページ: 3641-3641

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2013.05.049

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] XFELを用いた高強度レーザー駆動重イオン照射の物理現象の観測法の提案2018

    • 著者名/発表者名
      森林 健悟
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会,
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 重イオンビーム照射で誘発される トラックポテンシャルと二次電子の運動2017

    • 著者名/発表者名
      森林 健悟
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス、豊中市、大阪府
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 高強度場科学の分野からの重イオンビーム科学研究へのアプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      森林 健悟
    • 学会等名
      レーザー学会
    • 発表場所
      徳島大学、徳島市、徳島県
    • 年月日
      2017-01-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 重イオンの軌道付近で生成する ナノプラズマ中の電子の総エネルギー2017

    • 著者名/発表者名
      森林 健
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Simulation study for the motion of secondary electrons in the irradiation of swift heavy ion2017

    • 著者名/発表者名
      Kengo Moribayashi
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of ion impact ionization cross sections in the irradiation of swift heavy ions into condensed matter2017

    • 著者名/発表者名
      Kengo Moribayashi
    • 学会等名
      The 30th International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions (ICPEAC XXX)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 重イオンビーム照射によるナノプラズマ生成シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      森林 健悟
    • 学会等名
      原子衝突学会第42回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Simulation study for the effect of track potentials on the movement of secondary electrons due to highly charged ion irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      Kengo Moribayashi
    • 学会等名
      8th international conference; physics of highly charged ions
    • 発表場所
      ヤン・コハノフスキ大学、キェルツ市、ポーランド
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Aiming to measure cluster DNA damage, proposal for experiment systems using XFEL and laser driven ion beams2016

    • 著者名/発表者名
      Kengo Moribayashi
    • 学会等名
      The 15th International Conference on X-Ray Lasers
    • 発表場所
      奈良春日野国際フォーラム、奈良市、奈良県
    • 年月日
      2016-05-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 重イオンビームの動径線量のシミュレーション研究:内殻電離の影響2016

    • 著者名/発表者名
      森林 健悟
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東北学院大学、仙台市、宮城県
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 重粒子線照射での二次電子の放出角度と動径線量の関係2015

    • 著者名/発表者名
      森林 健悟
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      関西大学、吹田市、大阪府
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Simulation study of radial dose due to the irradiation of a swift heavy ion aiming to advance the treatment planning system for heavy particle cancer therapy2015

    • 著者名/発表者名
      Kengo Moribayashi
    • 学会等名
      Swift Heavy Ions in Matter国際会議
    • 発表場所
      ダルムシュタット(ドイツ)
    • 年月日
      2015-05-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 重粒子線照射による動径線量; 重粒子線の電荷数の影響2015

    • 著者名/発表者名
      森林健悟
    • 学会等名
      日本物理学会第 70 回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 年月日
      2015-03-22 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Atomic collision physics relevant to the treatment planning system for heavy particle cancer therapy; Radial dose simulations2014

    • 著者名/発表者名
      森林健悟
    • 学会等名
      原子衝突学会第 39 回年会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2014-10-04 – 2014-10-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] New simulation model for radial dose relevant to the treatment planning system for heavy particle cancer therapy2014

    • 著者名/発表者名
      Kengo Moribayashi
    • 学会等名
      9th International Conference on Atomic and Molecular Data and Their Applications (ICAMDATA 2014)
    • 発表場所
      イェーナ(ドイツ)
    • 年月日
      2014-09-20 – 2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 重粒子線照射による標的分子の運動2014

    • 著者名/発表者名
      森林健悟
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学(春日井市)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 重粒子線で生成するプラズマ中での再結合の役割2013

    • 著者名/発表者名
      森林健悟
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 重粒子線で生成するプラズマ中での再結合の役割II

    • 著者名/発表者名
      森林健悟
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東海大学(平塚市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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