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論文

Quantitative measurement of hard X-ray spectra for high intensity laser produced plasma

Zhang, Z.*; 西村 博明*; 波元 拓哉*; 藤岡 慎介*; 有川 安信*; 錦野 将元; 河内 哲哉; 匂坂 明人; 細田 裕計*; 織茂 聡; et al.

Review of Scientific Instruments, 83(5), p.053502_1 - 053502_5, 2012/05

 被引用回数:16 パーセンタイル:33.88(Instruments & Instrumentation)

ラウエ分光器を用いて17-77keVまでのレーザープラズマからの特性X線の定量計測を行った。ラウエ分光器では信号強度や露光時間によって検出器としてCSI蛍光体にCCDカメラかイメージングプレートのどちらかを選択して用いることができる。別の構成された計測器を用いたレーザープラズマX線及び、放射性同位体を用いてラウエ分光器の絶対感度較正を行った。実験におけるラウエ結晶からの積算反射率は、X線回折コードを用いた計算結果とよく一致していることがわかった。このラウエ分光器を用いた定量計測の結果から特性X線発生のための入射レーザーエネルギーから高速電子への変換効率について議論する。

論文

Efficient multi-keV X-ray generation from a high-Z target irradiated with a clean ultra-short laser pulse

Zhang, Z.*; 錦野 将元; 西村 博明*; 河内 哲哉; Pirozhkov, A. S.; 匂坂 明人; 織茂 聡; 小倉 浩一; 余語 覚文; 岡野 泰彬*; et al.

Optics Express (Internet), 19(5), p.4560 - 4565, 2011/02

 被引用回数:16 パーセンタイル:32.97(Optics)

近年の超高強度レーザー技術の進展により、高輝度の単色X線パルスの発生が実現している。そこで高コントラスト超高強度フェムト秒レーザーパルスによるモリブデンと銀平板ターゲットを用いた高効率K殻特性X線発生実験を行った。Mo 17keVとAg 22keVのX線発生効率の絶対値の計測を行い、これまでの理論予測値と同じ程度の高効率でX線が発生していることを確認した。

論文

$${gamma}$$-H2AX and phosphorylated ATM focus formation in cancer cells after laser plasma X irradiation

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

Radiation Research, 174(4), p.436 - 445, 2010/10

 被引用回数:16 パーセンタイル:43.86(Biology)

単色性,超短パルス性や空間コヒーレンス等の特徴があるレーザープラズマX線を用いた放射線生物影響研究の展開を行った。超短パルスレーザーを銅ターゲットに照射することにより8keV,ピコ秒程度のK殻特性X線パルスを発生させ、ポリキャピラリーX線レンズで集光、細胞照射可能な照射装置の開発を行った。レーザープラズマX線の吸収線量はガフクロミックフィルムを用いて行った。免疫蛍光染色法を用いて2Gyの照射を行ったときにがん細胞核内に生成するリン酸化H2AXとATMのフォーカス生成の確認を行いDNA2本鎖切断の確認を行った。また、それらの結果を医療用の線形加速器を用いて得られた結果と比較を行い、これまでのX線源と比較してレーザープラズマX線は放射線生物研究にとって有用性の高いX線源であることを示した。

論文

Monochromatic X-ray emission from laser produced plasma with a clean ultra-short laser pulse

Zhang, Z.*; 錦野 将元; 西村 博明*; 河内 哲哉; 匂坂 明人; 織茂 聡; 小倉 浩一; Pirozhkov, A. S.; 余語 覚文; 岡野 泰彬*; et al.

レーザー研究, 38(9), p.698 - 701, 2010/09

超高強度レーザーによる高輝度単色X線光源の実現のためにはX線光子発生についての発生機構解明と高効率かを図っていく必要がある。そこで、高コントラスト高強度超短パルスレーザーを用いた銅ターゲットからのK殻特性X線の高効率発生について実験的研究を行った。高コントラストレーザー照射により従来の実験結果よりも高いX線の変換効率を得た。

論文

Application of laser produced plasma K$$alpha$$ X-ray probe in radiation biology

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

Review of Scientific Instruments, 81(2), p.026107_1 - 026107_3, 2010/02

 被引用回数:20 パーセンタイル:30.15(Instruments & Instrumentation)

放射線生物学研究に向けたレーザープラズマX線照射装置の開発を行った。超短パルスレーザーを銅ターゲットに照射することにより8.0keV, 1psのK殻特性X線パルスを発生させた。ポリキャピラリーX線レンズを用いてレーザープラズマX線を集光し、ヒト肺腺がん細胞A549に照射を行い放射線生物影響の確認を行った。X線照射終了30分後に抗$$gamma$$H2AX抗体を用いた免疫蛍光染色法によりDNA二本鎖切断部位の検出を行った。免疫蛍光染色の結果、レーザープラズマX線の照射により誘発された$$gamma$$H2AXのフォーカス形成を確認した。X線集光径の縮小及び、X線発生効率の向上によりX線照射線量率を増加させ、癌細胞内の局所領域における超短パルスX線による放射線生物影響研究を展開していく予定にしている。

論文

Experimental progress on zonal flow physics in toroidal plasmas

藤澤 彰英*; 井戸 毅*; 清水 昭博*; 岡村 昇一*; 松岡 啓介*; 井口 春和*; 浜田 泰司*; 中野 治久*; 大島 慎介*; 伊藤 公孝*; et al.

Nuclear Fusion, 47(10), p.S718 - S726, 2007/10

 被引用回数:86 パーセンタイル:4.19(Physics, Fluids & Plasmas)

帯状流の物理の実験的進展につきレビューする。新しい測定器により、プラズマ中の帯状流の存在が確認され、その時間空間特性,乱流や閉じ込めとの関係が明らかにされてきた。特に、測地的音波モードという振動帯状流について、測定結果が集積し、理論的進展をうながしている。乱流による帯状流の生成機構も解明されつつある。各国の装置の結果を比較,協力することにより、今後もなお一層、帯状流と閉じ込めとの関係の解明を進めることが重要である。

論文

Experimental progress on zonal flow physics in toroidal plasmas

藤澤 彰英*; 井戸 毅*; 清水 昭博*; 岡村 昇一*; 松岡 啓介*; 浜田 泰司*; 星野 克道; 永島 芳彦*; 篠原 孝司; 中野 治久*; et al.

Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2006) (CD-ROM), 12 Pages, 2007/03

帯状流に関する実験の現状についてまとめる。測定の進歩により、帯状流の存在,時間空間特性,乱流との関係,閉じ込めとの関係などが明らかになりつつある。特に、帯状流の一種である測地的音波モードの測定結果の集積により、これを記述できる理論の構築が必要となっている。これらの帯状流と閉じ込めの解明をさらに進めるためには、装置間の横断的研究が非常に有効であると考えられる。

口頭

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

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*

no journal, , 

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。

口頭

レーザープラズマX線を用いたマイクロビーム照射装置の開発とがん細胞におけるDNA二本鎖切断の同定

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

no journal, , 

レーザープラズマX線を用いたマイクロビーム装置により、X線を癌細胞に照射することにより発生するDNA二本鎖切断を検出した。ターゲットとしてCuフォイルを用い、レーザーの照射により8KeV K殻特性X線を発生させ、ポリキャピラリーX線レンズを用いてX線を集光し細胞へ照射した。X線スポットの確認のためにガフクロミックフィルムEBTを用いた。がん細胞株としてヒト肺腺がん細胞株A549を用い、照射終了30分後に抗$$gamma$$-H2AX抗体, 抗リン酸化型ATM抗体を用いた免疫蛍光染色法によりDNA二本鎖切断部位を検出した。レーザープラズマX線の線量はレーザー1ショットあたり0.12mGyであった。免疫蛍光染色の結果、レーザープラズマX線の照射により誘発された$$gamma$$-H2AX及びリン酸化ATMのフォーカス形成が確認された。フォーカス陽性細胞は直径約600から900ミクロンの範囲に存在しており、この範囲はガフクロミックフィルムEBTの濃度変化から求めたX線スポットサイズとほぼ同等であった。今後はX線集光径を縮小し、X線発生効率の向上により線量率を増加させ、がん細胞の細胞内局所領域における放射線影響研究を展開する。

口頭

放射線生物応用研究にむけたレーザープラズマX線ビームの開発

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

no journal, , 

レーザープラズマX線源は、従来のX線管や加速器と比べて超短パルス,単色,高輝度という特徴を持つ。そこで超短パルス高強度レーザーによって生成されるレーザープラズマX線(8keV)やX線レーザー(90eV)をがん細胞株に照射し、誘発される放射線生物影響の解明を目的として、レーザープラズマX線マイクロビーム装置の開発を行った。レーザープラズマX線の実験では、銅フォイルを用いてK殻特性X線を発生させ、ポリキャピラリーX線レンズを用いてX線を集光し細胞へ照射した。X線レーザーの実験では球面鏡を用いてX線を集光し細胞へ照射した。がん細胞株としてヒト肺腺がん細胞株を用い、照射終了後に抗$$gamma$$H2AX抗体,抗リン酸化型ATM抗体を用いた免疫蛍光染色法により二本鎖切断部位を検出した。免疫蛍光染色の結果、レーザープラズマX線の照射により誘発された$$gamma$$H2AX及びリン酸化ATMのフォーカスとよばれるスポットの形成が確認された。

口頭

放射線生物学応用研究に向けた超短パルスレーザープラズマX線ビームの開発

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

no journal, , 

超高強度レーザーによる高輝度な超短パルス単色X線の開発とともに、超短パルス単色X線を利用した放射線生物学や医学分野への応用を目指している。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線ビーム装置の開発」を行い、その装置を用いた「放射線生物学への展開」を目的とした研究を開始した。初期実験としてレーザープラズマX線照射によって癌細胞に発生するDNAの2本鎖切断やコロニー計測法による生存率の確認等の放射線影響を確認した。今後、単一細胞照射可能な超短パルス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っていく予定である。

口頭

超短パルスレーザープラズマX線ビームの放射線生物影響研究への応用

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

no journal, , 

レーザープラズマX線源は、従来のX線管や加速器と比べて超短パルス,単色,高輝度という特徴を持つ。そこで超短パルス高強度レーザーによって生成されるレーザープラズマX線(8keV)やX線レーザー(90eV)をがん細胞株に照射し、誘発される放射線影響の解明を目的として、レーザープラズマX線マイクロビーム装置の開発を行った。レーザープラズマX線の実験では、銅フォイルを用いてK殻特性X線を発生させ、ポリキャピラリーX線レンズを用いてX線を集光し細胞へ照射した。X線レーザーの実験では球面鏡を用いてX線を集光し細胞へ照射した。がん細胞株としてヒト肺腺がん細胞株を用い、照射終了後に抗$$gamma$$H2AX抗体,抗リン酸化型ATM抗体,抗リン酸化型DNA-PKcs抗体を用いた免疫蛍光染色法により二本鎖切断部位を検出した。免疫蛍光染色の結果、レーザープラズマX線の照射により誘発された$$gamma$$H2AX,リン酸化ATM及び、リン酸化DNA-PKcsのフォーカスとよばれるスポットの形成が確認された。

口頭

レーザー駆動単色X線と放射線生物学への応用

錦野 将元; 佐藤 克俊; 石野 雅彦; 長谷川 登; 加道 雅孝; 河内 哲哉; 沼崎 穂高*; 手島 昭樹*; 岡野 泰彬*; 大島 慎介*; et al.

no journal, , 

近年の超高強度レーザーの開発により、高輝度の単色X線パルスの発生が実現しつつある。一方で、X線マイクロビームの細胞照射によるバイスタンダー効果の研究をはじめとする生物学の分野や、光子活性化療法やX線血管造影等の医療,医学分野において単色X線パルスの有用性が認識されはじめており、レーザー駆動による単色X線源を実現することができれば、従来の大型放射光施設よりも格段に小型,安価で高輝度な光源として、生物学,医学分野をはじめとする諸分野へ大きな貢献をすることができる。本研究では、高輝度な単色X線パルス発生とともに、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への展開を目的としている。そこで、大阪大学大学院医学研究科・医用物理学講座及び大阪大学レーザーエネルギー学研究センターと共同で超短パルスレーザーによって発生させたレーザープラズマX線及び、軟X線レーザーを利用したX線マイクロビーム照射装置の開発及び、その装置を用いた放射線生物影響に関する応用研究を進めている。講演では、今超短パルスレーザープラズマX線の持つ超短パルス,高輝度,単色エネルギー,高空間コヒーレンスであるという特徴を活かしたがん細胞における放射線生物影響研究を展開について発表を行う。

口頭

高コントラスト超高強度レーザーによる高エネルギー単色X線の発生

錦野 将元; Zhang, Z.*; 西村 博明*; 河内 哲哉; Pirozhkov, A. S.; 匂坂 明人; 小倉 浩一; 織茂 聡; 岡野 泰彬*; 大島 慎介*; et al.

no journal, , 

近年の超高強度レーザーの実現により、高輝度の単色X線パルスの発生が実現しつつある。超高強度レーザーによる高輝度単色X線光源の実現のためにはX線光子発生についての発生機構の解明と高効率化を図っていく必要がある。そこで原子力機構の高コントラスト超短パルス超高強度レーザーを用いた高原子番号元素(銅,モリブデン,銀)からのK殻特性X線発生実験を行ったところ高コントラストのレーザー照射によりX線へのエネルギー変換効率が従来の実験結果よりも高く、これまでの理論予測値とほぼ一致する結果を得た。

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