Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
土田 秀次*; 間嶋 拓也*; 甲斐 健師
応用物理, 91(9), p.553 - 557, 2022/09
イオンビームを用いた粒子線がん治療のより効果的な治療に向けて、放射線によるDNAなどの生体分子の損傷過程を原子レベルで解明する研究が世界中で進められている。本稿では、イオンビームによる水中での生体分子損傷について、分子周辺で起こる素反応を研究した実験手法を紹介する。この実験では、細胞を模擬するため真空内液体分子線法および微小液滴法を利用し、生体分子水溶液の標的にイオンビームを照射し、標的から放出した生体分子の分解イオンを質量分析することで、分子の切断箇所を特定した。シミュレーションとして、PHITSを利用し水への炭素イオン照射の結果生じる二次電子の物理特性を解析した手法を紹介する。さらに、実験とシミュレーションの共同研究で明らかになった、高速イオンによる生体分子損傷の微視的描像を述べる。
渡邊 立子; 横谷 明徳; 藤井 健太郎; 斎藤 公明
International Journal of Radiation Biology, 80(11-12), p.823 - 832, 2004/11
被引用回数：15 パーセンタイル：68.16(Biology)軟X線領域には、DNAを構成する元素,炭素,窒素,炭素及びリンのK殻の吸収端が含まれる。このためDNAを軟X線照射した場合に放出される二次電子のエネルギースペクトルは、吸収端の上下で大きく異なる。特に、DNA構成元素から放出される二次電子は飛程が短いため、DNAに与える損傷の生成効率は、二次電子のスペクトルに敏感に左右されるはずである。本研究では、K殻吸収端を挟む上下のエネルギーの単色X線を選んでDNAを照射した場合の二次電子のエネルギースペクトル,エネルギー付与分布,DNA鎖切断の生成効率との関係を、光吸収過程のモデル化及び二次電子の飛跡をシミュレーションすることにより解析した。この結果、K殻吸収が起こるとリンの場合は鎖切断効率が増加するが、他の元素の場合には収率が減少するなど、吸収端上下での大きなスペクトル変化がDNA鎖切断の生成効率に影響することを予測することができた。
新井 英彦
電気学会技術報告, (810), p.56 - 58, 2000/10
電子ビーム照射により排煙中のSO
及びNOを除去する技術は、現在世界的に注目されている。本報告では、このSO及びNO除去反応を電子計算機によりシミュレーションする方法の原理及び研究の現状などについてまとめた。代表的なプログラムは、ドイツ・カールスルーエ研究所で開発され、計算結果と実験値とのかなりよい一致が得られている。
田村 浩司; 岡崎 哲治; 足立 肇; 大場 弘則; 柴田 猛順
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 38(4A), p.2122 - 2123, 1999/04
被引用回数：9 パーセンタイル：42.94(Physics, Applied)ウランイオン衝撃により、ウラン表面から放出される二次電子の放出係数を、イオン衝撃エネルギーが300~3000eVで測定した。ウラン表面はウランを蒸着して作り、ウランイオンはレーザーイオン源から生成した。二次電子は、しきいエネルギーの1000eV以下では発生しなかった。それ以上のエネルギーでは、二次電子放出係数はイオンエネルギーに比例して増加し、イオンエネルギー3000eVでは0.12になった。この結果からレーザーウラン濃縮における二次電子放出によるエネルギー損失は小さいことが明らかになった。
中嶋 佳則; 齋藤 勇一; 田島 訓
第12回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.109 - 112, 1999/00
試料に照射されるビーム電流は、通常試料を絶縁して測定される。しかし、複数の加速器を用いて行う複合ビームの照射の場合は、それぞれのビーム電流を試料上で分けて測定することができないため、長時間照射におけるビーム電流の経時的な変化が問題となる。このような問題点を解決するため、試料にビームを照射しながら各加速器からのビーム電流値を測定できる、透過型ビーム電流計の開発をすすめている。これは、ビーム中に金属ワイヤーメッシュを挿入し、そこから発生する二次電子量をビーム電流値に換算するものである。今回は、予備的な実験として、タンデム加速器及びイオン注入装置に設置されているビームプロファイルモニタを使用し、数種類のイオン種について電荷数及びエネルギーを変えて、その時の二次電子電流を測定した。
田村 浩司; 岡崎 哲治; 足立 肇; 大場 弘則; 柴田 猛順
JAERI-Research 98-073, 10 Pages, 1998/12
JAERI-Research-98-073.pdf:0.52MB
ウランイオン衝撃によるウラン表面からの二次電子放出係数をイオン衝撃エネルギー300~3000eVの範囲で測定した。ウラン表面はウラン原子の蒸着により作り、ウランイオンビームは共鳴イオン化法を用いたレーザーイオン源から引き出した。衝撃エネルギー約1000eV以下では、二次電子の放出はなかった。しきい値1000eV以上での二次電子放出係数は、イオン衝撃エネルギーのほぼ一次関数で増加し、3000eVの時0.12であった。
田村 浩司; 小倉 浩一; 柴田 猛順
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 37(9A), p.5005 - 5007, 1998/09
被引用回数：6 パーセンタイル：32.53(Physics, Applied)二次電子放出を測定する新しい方法を開発し、0.1~3keVの範囲でNdイオン衝撃によりNd表面から発生した二次電子放出収率を測定した。Ndイオンビームはレーザーイオン源から引き出され、電極表面はNd原子により連続的に蒸着されている。イオンビームの変動は、参照シグナルによりキャリブレートされている。二次電子は0.97keVのしきい値以下では放出されなかった。それ以上のエネルギーでは、入射イオンエネルギーに対し直線的に増加した。この結果から、入射イオン量に大きな変動のある場合でもレーザーイオン源からのイオンによる二次電子放出収率を求めることができることがわかった。
柴田 猛順; 小倉 浩一; 田村 浩司
真空, 40(8), p.668 - 670, 1997/00
ネオジムイオンによるネオジム清浄表面からの二次電子放出係数を衝撃イオンエネルギー0.1~3keVの範囲で測定した。ネオジム清浄表面は、ネオジム原子の蒸着により作成し、ネオジムイオンビームは、共鳴イオン化を用いたレーザーイオン源から引き出す等、新しい測定手法を工夫した。衝撃イオンエネルギー1keV以下で、二次電子放出係数は0であり、1keV以上では衝撃イオンエネルギーの1次関数で増大し、2keVでは約0.1であった。
奥村 進; 福田 光宏; 石堀 郁夫; 上松 敬; 横田 渉; 奈良 孝幸; 中村 義輝; 荒川 和夫
JAERI-Conf 95-021, 0, p.150 - 152, 1995/10
サイクロトロンで加速されたパルスビームは飛行時間測定実験や時間分析実験に使用されている。このパルスビームの時間幅や間隔を調整するためにはパルスビームを直接検出する必要がある。また、パルスビームのトリガー信号は各実験で必要とされている。このため、ワイヤとフォイルをビーム中へ挿入して生成された二次電子や光子をマイクロチャンネルプレートで増幅してパルスビームを検出するモニターを開発し、45MeV H
及び260MeV Ne
ビームを用いてテストを行った。その結果、パルスビームに対応した高速トリガー信号が生成でき、1n秒以下の時間分解能でパルスビームの時間スペクトルが得られた。
神谷 富裕; 酒井 卓郎; 須田 保*; 濱野 毅*
BEAMS 1995: 第6回粒子線の先端的応用技術に関するシンポジウム講演論文集, 0, p.127 - 130, 1995/00
宇宙用半導体素子のシングルイベント効果(SEU)の研究のため、原研重イオンマイクロビーム装置と組合せたシングルイオンヒットシステムの開発が進められている。ビーム照準は本研究を進めるうえで重要な技術的要素であり、マイクロビームによる試料の二次電子マッピングと高精度試料ステージの駆動により、イオンを目的の位置に打込むことを可能とする。シングルイオンヒットシステムは、シングルイオン検出器と高速ビームスイッチによって構成され、シングルイオンの入射タイミング制御を可能とする。ビームラインへの磁気しゃへいによって、二次電子マッピングにおける漏れ磁場の影響を除くことができた。また、中心開口型の2組のMCPによって構成されるシングルイオン検出器の検出効率を測定し、15MeV Niイオンに対して98%以上の値が得られた。今回は、システムの構成と実験的に得られた知見について考察する。
神谷 富裕; 須田 保*; 田中 隆一
JAERI TIARA Annual Report 1994, p.226 - 228, 1995/00
シングルイオンヒットシステムは、シングルイオン検出器と高速ビームスイッチとによって構成される。2組の中心穴空き型のMCPを用いた検出器では極薄い炭素膜とターゲットからの二次電子を同時に検出する。これまでにターゲットからの二次電子検出により15MeV Niイオンの検出効率は100%であることが確認された。また検出信号が発生してからマイクロスリット直後に設置した静電偏向板に印加される高電圧が立上るまでのスイッチング時間は、150nsであった。これによりそのビームスイッチに入射するビーム電流量と多重ヒットの確率との関係が求められ、計算によりフェムトアンペアー以下の領域でのイオンの入射タイミングおよび数量の正確な制御方法として本システムが有用であることが確かめられた。
柴田 猛順; 小倉 浩一
真空, 37(3), p.132 - 134, 1994/00
ネオジムおよびガドリニウムイオン衝撃による銅表面からの二次電子放出係数をレーザーイオン源を用いた新しい方法で衝撃エネルギー100eV~2.6keVの範囲で測定した。ネオジムおよびガドリニウムいずれのイオンについても二次電子放出を起こすのに必要なイオン衝撃エネルギーしきい値は約300eVであった。二次電子放出係数はしきい値以上でイオン衝撃エネルギーの一次関数で2keVで0.8であった。これまでの多くの測定と比較すると本測定結果はイオン衝撃エネルギーのしきい値は小さく、二次電子放出係数は非常に大きい。
柴田 猛順; 小倉 浩一
JAERI-M 93-092, 13 Pages, 1993/03
ネオジムおよびガドリニウムイオン衝撃による銅表面からの二次電子放出係数をレーザーイオン源を用いた新しい方法で衝撃エネルギー100eV~2.6keVの範囲で測定した。二次電子放出を起こすのに必要なイオン衝撃エネルギーしきい値は約300eVであった。二次電子放出係数はしきい値以上でイオン衝撃エネルギーの1次関数で2keVで約0.8であった。これまでの多くの二次電子放出係数測定値と比較すると、本測定結果はイオン衝撃エネルギーのしきい値は低く、二次電子放出係数は非常に大きい。
廣木 成治; 前原 直; 阿部 哲也; 村上 義夫
電気学会論文誌,A, 109(8), 372 Pages, 1989/00
核融合用高周波加熱装置の数GHz帯での真空封止窓には、主としてアルミナが使われてきた。しかし、アルミナは二次電子放出率(以下
とする)が最大6にもなるため、表面にの小さな窒化チタンなどを被覆してマルチパクタ放電に起因する割れを防ぐ方法が試みられている。一方、窒化アルミニウム(AlN)は熱伝導率がアルミナより格段に大きく、真空封止窓として有望であると考えられる。そこで、AlNのを測定した。測定は、AlNに電子ビームをパルス的に照射して、AlNから飛び出す二次電子(一次電子の反跳電子も含む)を半球状のコレクタで集める方法で行った。その結果、一次電子エネルギーが0.1~1.5keVでがほぼ1であり、マルチパクタ放電の抑制に有効であることが判った。
鳴海 一雅; 千葉 敦也; 山田 圭介; 的場 史朗; 齋藤 勇一
no journal, ,
A vicinage effect on secondary-electron (SE) emissions from a solid induced by swift molecular/cluster ions is one of the open questions of atomic collisions in solids. It cannot be explained by only the production process of the three-step model of SE emissions, which is closely related to the energy deposition by a projectile. We have investigated cluster-size dependence of SE yields emitted in the forward direction from amorphous C foils (2-100 
g/cm
) bombarded with 62.5-keV/u C
ions (
= 1-4) in order to demonstrate the vicinage effect not originating from the production process in the present study. Suppression of SE emissions (one of the vicinage effects) is observed and does not diminish in all the foils measured. The suppression effect is larger as the cluster size is larger. This dependence is observed for at least 60 g/cm, indicating that the effect originating from some physical mechanism exists even at the thick foils, where the contribution of the production process to the effect could be excluded on the basis of previous studies. This can lead to the conclusion that the vicinage effect not originating from the production process is demonstrated experimentally.
イオン衝撃により炭素薄膜から放出される二次電子収量のクラスターサイズ依存性鳴海 一雅; 千葉 敦也; 山田 圭介; 的場 史朗; 齋藤 勇一
no journal, ,
高速クラスターイオン衝撃による固体からの二次電子放出に対する近接効果は固体内原子衝突研究における未解明問題の一つである。この近接効果は、二次電子放出でよく知られた3ステップモデルにおける、入射粒子のエネルギー付与による二次電子の生成過程だけでは説明できない。本研究では、生成過程に由来しない近接効果の存在を実証するために、同じ速度のCイオン(=1-4)を、ビーム軸に対して45
傾けた厚さが異なる非晶質炭素薄膜(厚さ2-100g/cm)に照射し、前方(下流)に放出される二次電子収量のクラスターサイズ依存性を調べた。その結果、全ての厚さの膜で二次電子収量の抑制効果(1原子当たりの二次電子収量がC
の場合よりも小さい)が観測された。抑制効果は
の増大に伴って大きくなり、この傾向は少なくとも60g/cmの膜まで観測された。モンテカルロ法を用いて薄膜中の解離イオンの軌道を計算した結果、厚さ50g/cmで解離イオン間距離が十分大きくなるため、それより厚い膜では生成過程に由来する近接効果は除外してよい。したがって、この結果は、生成過程の寄与が除外できるような厚い膜でも、エネルギー付与以外の物理メカニズムに由来する近接効果、すなわち生成過程に由来しない近接効果が存在することを示している。
イオン衝撃による炭素薄膜からの二次電子放出に対する近接効果鳴海 一雅; 千葉 敦也; 山田 圭介; 的場 史朗; 齋藤 勇一
no journal, ,
高速クラスターイオンと固体標的との衝突においては、構成イオン同士の時空間隔が非常に近接していることに起因する効果(近接効果)が観測される。中でも固体からの二次電子放出に対する近接効果は固体内原子衝突研究における未解明問題の一つである。この近接効果は、二次電子放出でよく知られた3ステップモデルにおける、入射粒子のエネルギー付与による二次電子の生成過程だけでは説明できない。その一方で、生成過程に由来しない近接効果の存在は実証されていない。そこで、これを実証するために、同じ速度のCイオン(=1-4)を、ビーム軸に対して45傾けた厚さが異なる非晶質炭素薄膜(厚さ2-100g/cm)に照射し、前方に放出される二次電子収量のクラスターサイズ依存性を調べた。得られた結果は、全ての厚さの膜で二次電子収量の抑制効果(1原子当たりの二次電子収量がCの場合よりも小さい)を示し、この抑制効果は少なくとも60g/cmの膜までの増大に伴って大きくなった。モンテカルロ法を用いて薄膜中の解離イオンの軌道を計算したところ、厚さ50g/cmで解離イオン間距離が十分大きくなるため、それより厚い膜では生成過程に由来する近接効果は除外してよいことがわかった。したがって、この結果は、生成過程の寄与が除外できるような厚い膜でも、エネルギー付与以外の物理メカニズムに由来する近接効果、すなわち生成過程に由来しない近接効果が存在することを示している。
鳴海 一雅; 千葉 敦也; 山田 圭介; 的場 史朗; 齋藤 勇一
no journal, ,
高速クラスターイオンと固体標的との衝突においては、構成イオンの時間的・空間的間隔が非常に近接していることに起因する効果(近接効果)が観測される。固体からの二次電子放出に対する近接効果は、二次電子放出の3つの過程(二次電子の生成, 輸送, 透過)のうち、生成過程における近接効果だけでは説明できない。その一方で、生成過程以外の過程における近接効果は実証されていない。そこで、これを実証するために、62.5keV/uのCイオン(=1-4)を、ビーム軸に対して45傾けた7種類の厚さ(2-100g/cm)の非晶質炭素薄膜に照射し、前方に放出される二次電子収量を測定した。得られた結果は、今回の実験で用いた膜厚の範囲において、1原子当たりの二次電子収量がCの場合よりも少なくなることを示した。の増大に伴って収量がより減少することから、観測結果がクラスターイオン照射に由来するのは明白である。モンテカルロ法を用いて薄膜(1-50g/cm)中の解離イオンの軌道シミュレーションをした結果、膜の厚さに伴って解離イオン間距離が長くなり、50g/cm程度で、生成過程における近接効果がほとんど寄与しないほど解離イオン間距離が十分長くなった。したがって、それより厚い膜では生成過程における近接効果は除外してよいことがわかった。この結果は、二次電子の生成過程以外の過程においても近接効果が存在することを示している。
森林 健悟
no journal, ,
重粒子線の動径線量分布は重粒子線癌治療の治療計画に使用されているが、細胞の致死率で重要な領域である重粒子線の軌道付近は不確かである。そこで、この領域において、この分布を現実に近づけるため、動径線量シミュレーションモデルの開発を行っている。本講演では、二次電子の放出角度の動径線量への影響のシミュレー ション研究の成果を報告する。二次電子のエネルギーが小さいときは、放出角度の動径線量への影響はほとんど見られないが、二次電子のエネルギーが70eVより大きくなると、重粒子線の軌道付近の動径線量に大きな影響を与え、放出角度分布が無視できなくなることがわかった。
