原子力機構・関西光科学研究所レーザープラズマX線マイクロビーム照射装置

Laser plasma X-ray beam system in JAEA-Kansai Photon Science Institute

錦野 将元; 佐藤 克俊*; 河内 哲哉; 西村 博明*; 沼崎 穂高*; 手島 昭樹*

Nishikino, Masaharu; Sato, Katsutoshi*; Kawachi, Tetsuya; Nishimura, Hiroaki*; Numasaki, Hodaka*; Teshima, Teruki*

高強度短パルスレーザーを物質に集光照射することにより発生したプラズマ中では、レーザープラズマ相互作用の結果、数10100keVの温度を持つ高速電子が発生する。この電子は真空中に膨張し高速イオンを発生させるとともに、ターゲット内部に侵入し、制動放射X線や内殻電離に伴う特性X線を発生する。これらのX線はレーザープラズマX線と呼ばれ、短パルス,点光源,準単色エネルギーなど、従来の光源に見られない特徴を持ったコンパクト光源として、科学技術からバイオメディカル,産業応用に至るさまざまな分野に応用を広めつつある。このような光源の特徴は、X線マイクロビームの生成に最適であるため、われわれはレーザープラズマX線源の医学生命化学応用として細胞照射用X線マイクロビーム照射装置の開発とがん細胞における放射線応答に関する研究を実施している。このようなレーザープラズマX線マイクロビーム照射装置について紹介する。

Techniques for generating high energy bright short-pulse Ka X-rays have been rapidly developed in recent progress made in utilizing intense ultrashort laser pulses. The soft X-ray laser is also generated from the laser-produced plasma. A highly spatial coherent XRL is generated by the oscillator-amplifier configuration with two targets. Use of X-ray focusing optics has resulted in focused X-ray beams of submicron spot size being achieved in soft and hard X-ray regions. The short duration of laser produced plasma source could be used as a new source in contrast to conventional X-ray sources in investigating the mechanism of the affect of radiation on biological cells. We have started to develop a focused X-ray beam irradiation system for use in studying radiobiological effects on cells, and demonstrated a preliminary study of radiation effect on culture cells irradiated with the X-ray laser and laser produced plasma Ka X-rays.