会議発表論文 重粒子線治療のためのISOLシステムに用いる1価イオン源の開発

片桐, 健  ,  野田, 章  ,  中尾, 政夫  ,  北條, 悟  ,  永津, 弘太郎  ,  鈴木, 和年  ,  涌井, 崇志  ,  野田, 耕司

内容記述
放射線医学総合研究所のHIMAC 加速器を用いた重粒子線治療は,1994 年の治療開始から今年で20 年目を迎え,9000 人以上もの患者に治療が適用されてきた.[1]より高精度な治療照射を行う為に,細い炭素ビームでがんの病巣を塗りつぶすように照射を行うスキャニング照射法による治療が2011 年より開始された.[2] さらなる高精度化のために,照射野をPET 装置によりリアルタイムに検証する技術の実現が期待されている.我々は,重粒子線治療における照射野検証技術の実現のために,Isotope Separation On-Line (ISOL) 法により11Cビーム生成し,HIMAC で加速し治療室へと供給することを検討している.この計画の概念図をFig. 1 に示す.HIMAC シンクロトロンにおける一度の入射-加速-供給シーケンスにて,109 個の11C イオンを治療室に供給[3]することを想定すると,上流のイオン源からは1010 個の供給が必要となる.この1010 個の11C イオンの生成 加速を目指してISOL システムの開発に取り組んでいる.このISOL システムは,小型サイクロトロン,11C分子生成分離装置(CMPS),1 価イオン源と荷電増幅用EBIS/ESIS イオン源(イオン源システム) から構成される.CMPS では,ターゲットにプロトン照射を行い,生成された11C 分子と混入した不純物分子の分離を行う.このCMPS の特徴は,可能な限り混入する不純物量を低減するために,プロトン照射から分離プロセスまでを真空中で行うことである.そのため,プロトン照射のターゲットとしては固体である必要がある.これまでに,この固体ターゲットが実験により検討された.ホウ素化合物であるNaBH4 を照射ターゲットとして用いることで,18 MeV,18 A のプロトンビームを20 分間照射することにより,'51012 個の11CH4 分子を効率的に生成 回収できることが明らかになった.[4] また,CMPS の分離性能評価実験も行われ,不純物と混合したCH4 分子を高い効率で回収 取出しできることが明らかになった.[5]このような背景のもと,次のステップとして1 価イオン源の開発を現在進めている.この1 価イオン源には,(1) 限られた11CH4 分子の生成量(1012

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