会議発表用資料 3次元PIC解析による重粒子線治療ISOLシステム用1価イオン源の最適化

片桐, 健  ,  野田, 章  ,  涌井, 崇志  ,  野田, 耕司

2016-08-10
内容記述
重粒子線治療において,PET装置で照射野をリアルタイムに検証する技術を実現するために,Isotope Separation On-Line (ISOL)法により11CビームをHIMACシンクロトロンから供給することを計画している.この方法では,小型サイクロトロンによるプロトン照射で生成された11C分子をイオン化して加速する.このイオン化のプロセスでは,まず1価イオンを生成し不要な同位体を分離した後に,目的の11C+イオンをEBISイオン源に入射して荷電増幅を行う.このISOLシステムに用いる低エネルギー電子ビーム1価イオン源の開発を現在進めている.限られた生成量の11C分子から,治療に要求される量の11Cイオンを生成するためには,1価イオン源は少なくとも~0.1%のC+イオンの生成効率を達成しなければならない.このイオン化効率を得るためには,イオン源内ドリフトチューブにおける電子ビーム実効電流量が100 mA以上必要であると見積もられている.この実効電流量を達成するために,イオン源内電極構造の最適化を行った.この最適化は,新たに開発したPIC (Particle in Cell) 法を用いた3次元粒子計算コードにより,電子ビームの軌道を解析することで行った.本発表では,これらの計算結果と実験結果の比較を示すと共に,最適化されたイオン源の性能を議論する.
第13回日本加速器学会年会

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