レーザープラズマX線マイクロビーム照射装置の開発と放射線生物学への応用

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

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

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

超短パルス・高強度レーザー技術の進展により高輝度・単色なレーザー駆動X線パルスの研究開発が進められている。現在、レーザー駆動単色X線源による応用研究への展開が期待されており、その特徴である単色性・空間コヒーレンス・短パルス性・高輝度を活かした生物学分野への応用実験の検討を行った。今回、レーザー駆動単色X線による放射線影響を確認することを目的とした「レーザー駆動高輝度X線マイクロビーム装置の開発」と、その装置を用いた「放射線腫瘍学への展開」に関する研究を開始した。初期実験としてレーザープラズマ線による細胞照射を行い、レーザープラズマX線による放射線影響を確認した。今後は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 LPP and soft X-ray lasers (XRLs). The monochromaticity is particularly important when X-rays are handled with a narrowband optics or used to selectively excite a specific material involved in matters. In addition, timeduration of such sources is typically an order of picosecond, 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.