Development of focused laser plasma X-ray beam for radiobiological applications

放射線生物応用に向けたレーザープラズマX線マイクロビーム装置の開発

錦野 将元; 岡野 泰彬*; 佐藤 克俊*; 長谷川 登; 石野 雅彦; 大島 慎介*; 河内 哲哉; 沼崎 穂高*; 手島 昭樹*; 西村 博明*

Nishikino, Masaharu; Okano, Yasuaki*; Sato, Katsutoshi*; Hasegawa, Noboru; Ishino, Masahiko; Oshima, Shinsuke*; Kawachi, Tetsuya; Numasaki, Hodaka*; Teshima, Teruki*; Nishimura, Hiroaki*

高輝度な単色X線パルスの開発とともに、その単色X線源を使った生物学や医学分野への応用研究を目的としている。レーザー駆動単色X線を用いた生物学分野への応用実験の検討を行い、レーザー駆動単色X線の特徴である単色性・空間コヒーレンス・短パルス性・高輝度を活かした応用として、「レーザー駆動高輝度X線マイクロビーム装置の開発」を行い、その装置を用いた「放射線腫瘍学への展開」を目的として研究を開始した。初期実験としてレーザープラズマX線による細胞照射を行い、放射線影響を確認した。今後、単一細胞照射可能なレーザー駆動高輝度X線マイクロビーム装置の設計及び開発を行っていく予定である。

Recently, high energy, monochromatic X-rays emanating from laser-produced plasma (LPP) are attracting much attention as a new radiation source indispensable for high energy density physics, bioscience, and material sciences. Aiming at these applications, we have been improving performances of Ka lines emitted from and soft X-ray lasers. The monochromaticity is particularly important when X-rays are handled with a narrow-band optics or used to selectively excite a specific material involved in matters. In addition, time-duration of such sources is typically an order of pico-second, and it could be comparable or even shorter than recovery time of radiatively-damaged biological cell, so that the LPP source can be a new source for investigating the mechanisms of irradiation survival and death of biological cells. We propose to develop an ultrashort, intense X-ray microbeam system to study the radiobiological effect and the bystander effect.