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2008 年度 実績報告書

レーザーコンプトン準単色X線マルチパルスの生成と動的医用イメージングへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 20360043
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

山田 家和勝  独立行政法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 副研究部門長 (70358258)

研究分担者 豊川 弘之  産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 主任研究員 (80357582)
黒田 隆之助  産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 研究員 (70350428)
安本 正人  産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 主任研究員 (60358207)
青山 隆彦  名古屋大学, 医学部, 教授 (80023307)
福山 直人  東海大学, 医学部, 准教授 (50349338)
キーワード加速器 / 高出力レーザー / レーザーコンプトン散乱 / 単色X線 / 放射線 / 線量測定・評価 / 医用・生体画像 / 画像診断システム
研究概要

本研究課題は、X線医用イメージングで一般に用いられるX線管球に対して、単色性、エネルギー可変性、短パルス性、可干渉性等に高い優位性を持つ小型のレーザーコンプトン散乱(Laser Compton Scattering;LCS)X線発生装置の高性能化と、その微小血管造影やコントラストのつき難い軟組織の低被曝・高精細イメージングへの適用可能性を検証することを目的としている。
今年度は、LCS-X線の収量増加のため、マルチパルス・レーザーコンプトン散乱実験用再生増幅型Ti-Saレーザー共振器の設計を行い、その製作を進めた。本手法では、共振器内に10J(100mJx100パルス)のエネルギーを蓄積することを目標としているため、ミラー表面や増幅媒質内でのレーザー強度が高く、励起用レーザー強度の変動や光学コンポーネントの損傷閾値のばらつきがレーザー性能を大きく左右する。そのため、コンポーネント配置やミラーの曲率等について設計値を参考にしつつ実験的に決定する作業を行った。LCS集光点サイズ、空間モード、スペクトル等の詳細な測定は次年度に行う予定である。LCS衝突用マルチバンチ電子ビームに関しては、電子銃にCs_2Teフォトカソードを導入して100バンチ電子ビームの発生・加速実験を進めており、開発中のTi-Saレーザー共振器と組み合わせることによりX線収量の100倍の増強が期待できる。またLCS-X線を用いた低被曝・高精細医用イメージング実現に向けて、所外の研究分担者を交えて被曝線量測定に関する検討を開始するともに、イメージング実験について討論を行った。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Laser-Compton X-rays for Medical and Industrial Imaging Studies2009

    • 著者名/発表者名
      豊川弘之, 黒田隆之助, 安本正人, 池浦広美, 小池正記, 山田家和勝
    • 雑誌名

      Proceedings of the 4th INTERNATIONAL CONFERENCE ON LASER PROBING (LAP 2008) 1104

      ページ: 126-131

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-line phase-contrast imaging of a biological specimen using a compact laser-Compton scattering-based x-ray source2008

    • 著者名/発表者名
      池浦広美, 黒田隆之助, 安本正人, 豊川弘之, 小池正記, 山田家和勝, 酒井文雄, 森浩一
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 92

      ページ: 131107-1-131107-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生体イメージングを目指した小型リニアックレーザーコンプトン散乱X線源の開発2008

    • 著者名/発表者名
      黒田隆之助, 豊川弘之, 安本正人, 池浦広美, 小池正記, 山田家和勝
    • 雑誌名

      加速器 5巻2号

      ページ: 137-143

  • [雑誌論文] DEVELOPMENT OF LASER SYSTEM FOR COMPACT LASER COMPTON SCATTERING X-RAY SOURCE2008

    • 著者名/発表者名
      黒田隆之助, 豊川弘之, 安本正人, 池浦広美, 小池正記, 山田家和勝, 五輪智子, 増田明彦, 坂上和之, 鷲尾方一, 柏木茂, 中條晃伸, 酒井文雄
    • 雑誌名

      Proceedings of European Particle Accelerator Conference 2008 (EPAC08)

      ページ: 1878-1880

  • [雑誌論文] Development of Cs2Te photocathode RF gun system for compact THz SASE-FEL2008

    • 著者名/発表者名
      黒田隆之助, 小川博嗣, 清紀弘, 豊川弘之, 渡辺一寿, 安本正人, 小池正記, 山田家和勝, 中條晃伸, 柳田達哉, 酒井文雄
    • 雑誌名

      NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH A593

      ページ: 91-93

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 非破壊検査用レーザーコンプトン散乱準単色X線発生装置の開発と利用2008

    • 著者名/発表者名
      黒田隆之助, 豊川弘之, 安本正人, 池浦広美, 小池正記, 山田家和勝, 酒井文雄
    • 雑誌名

      非破壊検査 57巻6号

      ページ: 266-269

    • 査読あり
  • [雑誌論文] レーザーコンプトン散乱エックス線源の開発-単色性の高いエックス線の医学利用への展開-2008

    • 著者名/発表者名
      黒田隆之助
    • 雑誌名

      産総研 today 8巻11号

      ページ: 23

  • [学会発表] マルチ衝突レーザーコンプトン散乱硬X線発生装置におけるレーザー共振器の開発2009

    • 著者名/発表者名
      黒田隆之助, 豊川弘之, 安本正人, 池浦広美, 小池正記, 山田家和勝, 酒井文雄
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-03-28
  • [学会発表] Development of advanced quantum radiation source based on S-band compact electron linac2009

    • 著者名/発表者名
      黒田隆之助, 豊川弘之, 安本正人, 池浦広美, 清紀弘, 小川博嗣, 小池正記, 山田家和勝, 酒井文雄, 森浩一
    • 学会等名
      WEBA 2009 & Korea-Japan Joint Workshop
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 年月日
      2009-03-13
  • [学会発表] 小型加速器を用いたレーザーコンプトン散乱X線源・コヒーレントテラヘルツ光源の開発2009

    • 著者名/発表者名
      黒田隆之助, 豊川弘之, 安本正人, 池浦広美, 清紀弘, 小川博嗣, 小池正記, 山田家和勝
    • 学会等名
      第15回FELと High-Power Radiation 研究会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2009-03-06
  • [学会発表] レーザーコンプトン散乱X線源の開発とライフサイエンス研究への展開2009

    • 著者名/発表者名
      黒田隆之助, 豊川弘之, 安本正人, 池浦広美, 小池正記, 山田家和勝
    • 学会等名
      産業技術総合研究所 計測フロンティア研究部門第5回シンポジウム
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2009-01-22
  • [学会発表] 加速器における実用フォトカソード電子源とその応用2008

    • 著者名/発表者名
      黒田隆之助
    • 学会等名
      第2回フォトカソード研究会
    • 発表場所
      和光
    • 年月日
      2008-12-05
  • [学会発表] 小型加速器を用いたレーザーコンプトン散乱X線源及びテラヘルツ光源の開発と応用2008

    • 著者名/発表者名
      黒田隆之助
    • 学会等名
      第6回高周波電子銃研究会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2008-11-19
  • [学会発表] Development of Quasi-Monochromatic Hard X-Ray Source via Laser Compton Scattering for Biological and Medical Imaging2008

    • 著者名/発表者名
      黒田隆之助, 豊川弘之, 安本正人, 池浦広美, 小池正記, 山田家和勝, 酒井文雄, 森浩一
    • 学会等名
      Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference 2008 (NSS/MIC 2008)
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 年月日
      2008-10-23
  • [学会発表] LASER-COMPTON X-RAYS FOR MEDICAL AND INDUSTRIAL IMAGING STUDIES2008

    • 著者名/発表者名
      豊川弘之, 黒田隆之助, 安本正人, 池浦広美, 小池正記, 山田家和勝
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Laser Probing (LAP2008)
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-10-10
  • [学会発表] Development of advanced quantum-beam sources and their applications as sophisticated imaging tools2008

    • 著者名/発表者名
      山田家和勝, 黒田隆之助, 豊川弘之, 池浦広美, 安本正人, 清紀弘, 小川博嗣, 小池正記, 鈴木良一, 酒井文雄, 森浩一, 盛英三, 福山直人, 佐藤英一
    • 学会等名
      ICFA workshop"Compton Sources for X/γ Rays : Physics and Applications"
    • 発表場所
      Alghero (Sardinia), Italy
    • 年月日
      2008-09-09
  • [学会発表] Recent Progress in Generation and Application of AIST Laser-Compton Gamma-ray Beam2008

    • 著者名/発表者名
      豊川弘之, 黒田隆之助, 大島永康, 田中真人, 小池正記, 木野村淳, 小川博嗣, 清紀弘, 鈴木良一, 大平俊行, 後神進史, 芳原新也, 海堀岳史, 山田家和勝
    • 学会等名
      ICFA workshop"Compton Sources for X/γ Rays : Physics and Applications"
    • 発表場所
      Alghero (Sardinia), Italy
    • 年月日
      2008-09-09
  • [学会発表] Development of Compact Hard X-ray Source via Laser Compton Scattering at AIST2008

    • 著者名/発表者名
      黒田隆之助, 豊川弘之, 安本正人, 池浦広美, 小池正記, 山田家和勝, 柳田達哉, 中條晃伸, 酒井文雄, 森浩一
    • 学会等名
      ICFA workshop"Compton Sources for X/γ Rays : Physics and Applications"
    • 発表場所
      Alghero (Sardinia), Italy
    • 年月日
      2008-09-08
  • [学会発表] X-ray imaging with laser-Compton scattering X-ray at AIST2008

    • 著者名/発表者名
      安本正人, 黒田隆之助, 池浦広美, 豊川弘之, 清紀弘, 小川博嗣, 小池正記, 山田家和勝, 酒井文雄, 森浩一, 田村繁治
    • 学会等名
      9th International Conference on X-Ray Microscopy
    • 発表場所
      Zurich, Switzerland
    • 年月日
      2008-07-23
  • [学会発表] DEVELOPMENT OF LASER SYSTEM FOR COMPACT LASER COMPTON SCATTERING X-RAY SOURCE2008

    • 著者名/発表者名
      黒田隆之助, 豊川弘之, 安本正人, 池浦広美, 小池正記, 山田家和勝, 五輪智子, 増田明彦, 坂上和之, 鷲尾方一, 柏木茂, 中條晃伸, 酒井文雄
    • 学会等名
      European Particle Accelerator Conference 2008 (EPAC08)
    • 発表場所
      Genova, Italy
    • 年月日
      2008-06-24

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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