がん治療用炭素6価イオン直接プラズマ入射型複合加速構造IH単空洞線形加速器の研究

直接等离子体注入碳六价离子的复合加速结构IH单腔直线加速器用于癌症治疗的研究

• 批准号: 21390341
• 负责人: 服部 俊幸
• 金额: $ 11.81万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21390341/
• 关键词: 複合単空洞線形加速器; 重イオン線形加速器; 炭素加速がん治療入射器; 直接プラズマ入射法; レーザイオン源

がん治療用炭素6価イオン加速複合単空洞(HSC)線形加速器の加速空洞に組み込まれる、高周波四重極(RFQ)とドリフトチューブ(DT)の各加速構造および中間ビームマッチングセクションのグランドベースプレートについて、前年度に引き続き粒子軌道シミュレーションをおこない、最終的な配置を決定した。その結果をもとに3次元電磁場シミュレーションをおこない、製作費節減のために既存の線形加速器の部品を極力再利用することも考慮しながら、HSC線形加速器の全体デザインを決定した。新しく製作が必要とされた電極部品や高周波部品を取り揃えたあと、加速空洞を組み立て、電磁場特性を測定した。高精度を実現する加工方法を考案・導入した結果、共振周波数やQ値は非常によくシミュレーション結果を再現した。加速電場分布に関しては部分的に差異が生じたが、想定していた範囲内であり、あらかじめ準備していたL型チューナーで解決することができた。レーザイオン源の技術開発は、ルーマニア・サピエンタ大学の海外研究協力者グループを中心とした国際共同研究によりおこない、エミッタンスなどのビーム計測が必要なため、測定機器を同大学に運び込んだ。また、同大学での研究成果をもとに、本研究に使用するYAGレーザイオン源を設計製作した。そして、線形加速器本体、高周波電源、真空排気系と組み合わせ、加速特性試験装置を完成させた。これらの成果は平成22年に開催された加速器国際会議(IPAC'10)や線形加速器国際会議(Linac'10)など、国内外の学術的会合で発表をおこなった。

が ん treatment with carbon 6 価 イ オ ン accelerate compound 単 hole (HSC) linear accelerator の accelerating cavity に group み 込 ま れ る, high-frequency quad (RFQ) と ド リ フ ト チ ュ ー ブ (DT) の various accelerating structure お よ び middle ビ ー ム マ ッ チ ン グ セ ク シ ョ ン の グ ラ ン ド ベ ー ス プ レ ー ト に つ い て, before the annual に き 続 き シ particle orbit The final な configuration を determines the を た. そ の results を も と に three dimensional electromagnetic field シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を お こ な い, cost saving の た め に existing の linear accelerator の part を to reuse す る こ と も consider し な が ら, HSC linear accelerator の all デ ザ イ ン を decided し た. New し く making が necessary と さ れ た electrode part や high frequency part を take り Jian え た あ と, accelerating cavity を group み て, determination of electromagnetic field characteristics を し た. High precision を be presently す る を test case processing method, the import し た results, resonance frequency on several や Q numerical は very に よ く シ ミ ュ レ ー シ ョ ン results を reappearance し た. Accelerating field distribution に masato し て は part に differences born が じ た が, scenarios し て い た fan inside 囲 で あ り, あ ら か じ め prepare し て い た L チ ュ ー ナ ー で solve す る こ と が で き た. レ ー ザ イ オ ン open source の technology 発 は, ル ー マ ニ ア · サ ピ エ ン の タ university overseas research together グ ル ー プ を center と し た international joint research に よ り お こ な い, エ ミ ッ タ ン ス な ど の ビ ー ム measuring が necessary な た め, measuring machine を に luck with university び 込 ん だ. Research achievements ま た, with university で の を も と に, this study use に す る YAG レ ー ザ イ オ ン source を design し た. The そ て て, the linear accelerator body, the high-frequency power supply, the vacuum exhaust system と set み and わせ, and the acceleration characteristic test device を completed させた. こ れ ら の results は pp.47-53 22 years に push さ れ た international conference (IPAC '10) や linear accelerator (Linac accelerator international conference' 10) な ど, の academic meeting で 発 table を お こ な っ た.

项目成果

3D Electromagnetic Simulation of C^<6+> Hybrid Single Cavity Linac for Cancer Therapy

用于癌症治疗的 C^<6 > 混合单腔直线加速器的 3D 电磁模拟

• 发表时间: 2009
• 作者: L.Lu;T.Hattori;T.Hayashizaki;et al.
• 通讯作者: et al.

Design study of C^<6+> hybrid single cavity linac for cancer therapy

用于癌症治疗的C^<6>混合单腔直线加速器的设计研究

• 发表时间: 2010
• 作者: L.Lu;T.Hattori;N.Hayashizaki
• 通讯作者: N.Hayashizaki

CW operation on APF-IH linac as a heavy ion implanter

• DOI: 10.1016/j.nima.2010.07.043
• 发表时间: 2010-10
• 期刊: Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section A-accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment
• 影响因子: 1.4
• 作者: L. Lu;T. Hattori;N. Hayashizaki

Design and simulation of C^<6+> hybrid single cavity linac for cancer therapy

用于癌症治疗的C^<6>混合单腔直线加速器的设计与模拟

• 发表时间: 2010
• 作者: L.Lu;T.Hattori;N.Hayashizaki
• 通讯作者: N.Hayashizaki

Designs of Hybrid Single Cavity Linac for BNCT

BNCT混合单腔直线加速器设计

• 发表时间: 2009
• 作者: T.Hattori;T.Ito;N.Hayashizaki;et al.
• 通讯作者: et al.