相対論プラズマ中での多段階イオン加速による準単色陽子加速の物理とその実証

2019 年度 審査結果の所見

• 研究課題/領域番号: 19H00668
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分14:プラズマ学およびその関連分野
• 研究機関: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
• 研究代表者: 福田 祐仁 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 光量子科学研究部, 上席研究員 (30311327)
• 研究分担者: 蔵満 康浩 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (70456929) ; 金崎 真聡 神戸大学, 海事科学研究科, 准教授 (90767336) ; Pikuz Tatiana 大阪大学, 先導的学際研究機構, 特任准教授(常勤) (20619978) ; 坂和 洋一 大阪大学, レーザー科学研究所, 准教授 (70242881) ; 岸本 泰明 京都大学, エネルギー科学研究科, 名誉教授 (10344441) ; 神野 智史 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (80596924)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31

審査結果の所見の概要

固体水素であるマイクロ水素クラスターに高エネルギーレーザーを照射し、それにより相対論的プラズマを生成し、(1)衝撃波駆動の単色イオン加速、(2) 長時間継続するクラスターのクーロン爆発電場による加速、の２段階加速により300MeVの高エネルギー準単色陽子線を発生させるための、理論・実験研究提案である。2段階加速の物理メカニズムの解明と実証を目的としている。
レーザー照射生成による相対論プラズマ中での多段階イオン加速のメカニズム解明という学術的意義を有している。粒子線がん治療への応用を念頭に据え、250 MeVの準単色陽子線発生技術の開発が１つのマイルストーンとなっているが、本研究による加速機構の解明とともに、技術開発の進捗も期待される。粒子線がん治療の高度化によって、より広い学術、科学技術あるいは社会への波及効果が期待できる。