レーザー駆動型粒子線装置のための陽子線プロトタイプ輸送系の開発

Test beam-line for laser-driven proton therapy

榊 泰直; 西内 満美子; 堀 利彦; Bolton, P.; 余語 覚文; 小倉 浩一; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; 織茂 聡; 近藤 公伯; 桐山 博光; 岡田 大; 金沢 修平; 近藤 修司; 下村 拓也; 田上 学*; 中井 善基*; 笹尾 一*; 若井 大介; 想田 光*; 野田 章*; 井関 康*; 吉行 健*; 永渕 照康*; 前田 一尚*; 塙 勝詞*

Sakaki, Hironao; Nishiuchi, Mamiko; Hori, Toshihiko; Bolton, P.; Yogo, Akifumi; Ogura, Koichi; Sagisaka, Akito; Pirozhkov, A. S.; Orimo, Satoshi; Kondo, Kiminori; Kiriyama, Hiromitsu; Okada, Hajime; Kanazawa, Shuhei; Kondo, Shuji; Shimomura, Takuya; Tanoue, Manabu*; Nakai, Yoshiki*; Sasao, Hajime*; Wakai, Daisuke; Soda, Hikaru*; Noda, Akira*; Iseki, Yasushi*; Yoshiyuki, Takeshi*; Nagafuchi, Teruyasu*; Maeda, Kazunao*; Hanawa, Katsushi*

原子力機構・関西光科学研究所(関西研)では、文部科学省の「先端融合領域イノベーション創出拠点の形成プロジェクト」に採択され、平成19年度より「レーザー駆動型粒子線治療装置」の実用化を目指している。このプロジェクトは、高強度・短パルスのレーザーによる、従来のRF加速よりも高い100GeV/mという電界勾配を利用した加速手法にて、既存のシンクロトロン型粒子線治療装置を小型化するというものである。そこでレーザー駆動型粒子線に対して、これまで単体性能試験が行われた位相回転空洞,PMQ及び偏向電磁石を組合せたプロトタイプビーム輸送系を開発し、PARMILAを用いて空間電荷効果評価を行い装置の標準設計手法の確立を目指した。

The beam transport test is carried out through the test beam line of the laser-driven proton accelerator which consists of the phase rotation cavity, PMQ, and bending magnet. The laser system used is J-KAREN at JAEA. The final transmitted bunch duration and transverse profile are well predicted by the PARMILA particle transport code by assuming relatively low initial current of the proton beam. The most probable explanation for this is the space charge neutralization by the laser-plasma-electrons.