Simulation study of radial dose due to the irradiation of a swift heavy ion aiming to advance the treatment planning system for heavy particle cancer therapy; The Effect of emission angles of secondary electrons

森林 健悟

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 365(Part B), p.592 - 595, 2015/12

Aiming to advance the treatment planning system for heavy particle cancer therapy and to study cluster DNA damage, we have been developing a simulation model for radial dose due to the irradiation of a heavy ion. Now, two types of radial dose distributions have been available in the treatment planning system for heavy particle cancer therapy. However, these distributions had been developed without the detailed examinations of physical phenomena that occur near the trajectory of an incident ion, though this region is important to estimate the cell survival. The progress of computers allows us to execute such detailed examinations through simulations and to obtain radial dose closer to reality. We compare radial dose distribution obtained from our simulations with the conventional distributions and we suggest which conventional ones should be selected according to incident ion energies. Our simulation model, which has become possible in this century, is the only way to examine physical phenomena that occurs near the trajectory of an incident ion now as far as we know.

Theory of superconductivity in strongly correlated electron systems

柳瀬 陽一*; 重城 貴信*; 野村 拓司; 池田 浩章*; 堀田 貴嗣; 山田 耕作*

Physics Reports; A Review Section of Physics Letters, 387(1-4), p.1 - 149, 2003/11

https://doi.org/10.1016/j.physrep.2003.07.002

強相関電子系の超伝導の本質的な性質について、統一的観点からのレビューを行う。具体的に取り上げる物質は、銅酸化物高温超伝導体、BEDT-TTF有機超伝導体、ルテニウム酸化物SrRuO、そして重い電子系超伝導体である。実験結果についてのレビューをした後、Dyson-Gor'kov方程式に基づいて超伝導の性質を議論するための理論形式を説明する。そして、銅酸化物、有機導体、ルテニウム酸化物、重い電子系の超伝導に対する理論的結果を順に紹介していく。

Irradiation effect of different heavy ions and track section on the silkworm

Tu, Z.; 小林 泰彦; 木口 憲爾*; 渡辺 宏

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206(1-4), p.591 - 595, 2003/05

https://doi.org/10.1016/S0168-583X(03)00842-5

熟蚕期のカイコ幼虫にHe(50MeV), C(220MeV)及びNe(350MeV)イオンを、全身に均一に、あるいは幼虫の頭部や翅原基,生殖腺などを局部的に照射し、生育への影響を調べた。その結果、成虫での複眼や触角,翅,鱗毛などの器官の欠失,造卵・造精機能の喪失など、照射部位に限定された影響が線量に応じて誘導されることがわかった。一方、照射部位以外への影響は見られなかった。また、照射イオンのエネルギーを制御することにより、深度方向への照射損傷の分布は、イオンの飛程と一致していた。すなわち、重イオンの照射部位とエネルギーすなわち打ち込み深度を制御することにより、体内の特定部分を狙った照射によって機能破壊するラジオサージャリ実験が可能である。

Deposition of heavy water on soil and reemission to the atmosphere

横山 須美; 野口 宏; 福谷 哲; 一政 満子*; 一政 祐輔*

Fusion Engineering and Design, 42, p.141 - 148, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0920-3796(98)00184-7

ITERのような核融合実験炉において、公衆の被ばく線量を評価するうえで、トリチウムが重要な核種となる。このような施設から、事故的に、大気中へトリチウム水が放出された場合、トリチウム水の土壌への沈着及び大気への再放出過程が重要となる。これらの過程を模擬するために、HTOのかわりに重水を用いて野外実験を1995年11月と1996年8月に行った。重水水蒸気を放出したビニールハウス内で、土壌試料をばく露した後、重水汚染のない場所に移し、所定の時間(最大31時間)置き、土壌水分中重水濃度の時間変化及び土壌沈着重水の再放出率を調べた。この結果1995年の実験では、再放出開始直後の濃度は、表層0-0.5cmが最も高く、深さが深くなるにつれて指数関数的に減少した。また、土壌沈着重水の再放出率は、再放出開始直後に22%/hと最も高く、時間とともに低下し、水分の蒸発率とは異なる時間変化を示した。

Effects of heavy ions on the germination and survival of arabidopsis thaliana

田中 淳; 鹿園 直哉; 横田 幸彦*; 渡辺 宏; 田野 茂光*

International Journal of Radiation Biology, 72(1), p.121 - 127, 1997/00

https://doi.org/10.1080/095530097143608

重イオンビームの植物に対する影響をシロイヌナズナの発芽率、生存率を指標として調べた。重イオンとして、17~549keV/mのLETを有するHe,C,Ne,Arを用いた。生存率では、用いた2系統でともにLET252keV/m付近で電子線照射に対してのRBF(生物効果比)が11~12と最大になり、重イオンのDNA損傷に対する効果が大きく、またイオンのLETによってその効果が異なることを明らかにした。一方、発芽率では用いた2系統で重イオンに対する感受性が異なり、DNAの損傷以外の要因が発芽に大きな影響を及ぼすことを示唆できた。さらに生存曲線で観察される生存率低下のしきい値(生存曲線の肩)に対する重イオンの効果の解析から、生存曲線の傾きと同様に、生存曲線の肩もDNAの回復能力に依存することを示唆した。

Radiative electron capture in relativistic heavy-ion atom collisions

Th.Stoehlker*; F.Bosch*; H.Geissel*; T.Kandler*; C.Kozhuharov*; P.H.Mokler*; R.Moshammer*; P.Rymuza*; C.Scheidenberger*; Z.Stachura*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 98, p.235 - 239, 1995/00

https://doi.org/10.1016/0168-583X(95)80024-7

高エネルギー領域における重イオン-原子間衝突で生じる輻射電子捕獲の断面積について、相対論を考慮した精密な計算を行い、非相対論的な双極子近似に基づく計算結果と比較した。重イオンのK殻上への輻射電子捕獲に対して、両者の結果はほぼ等しく、実験結果を再現している。一方、L殻上への輻射電子捕獲については、相対論を考慮した計算結果は実験値と良く一致するが、非相対論的な取扱いでは実験結果を再現できないことが確認された。

First results of beam generation test for JAERI AVF cyclotron

立川 敏樹*; 林 義弘*; 石井 宏一*; 佐藤 岳実*; 中村 義輝; 横田 渉; 福田 光宏; 神谷 富裕; 上松 敬; 奈良 孝幸; et al.

Proceedings of the International Conference on Evolution in Beam Applications, p.270 - 274, 1992/00

モデル930AVFサイクロトロンのビーム生成試験は、1991年3月より開始した。これまでH(10,45及び90MeV),D(10,35及び50MeV),He(20,50及び100MeV),Ar(175MeV),Ar(460MeV)及びKr(520MeV)の各イオンについて加速試験を行い、いずれも目標の引出し電流値を達成した。各加速モードにおいてバンチャー効率2.5倍、P型チョッパーとS型チョッパーの組合せにより1.4s~1msのパルス間隔でシングルパルスを引出すことができた。ビームスキャナーにより2020mm~100100mmの面積が均一に照射されることが確認された。

Calorimetric measurements of stopping power of Al and Ni for Cl and C ions

岩瀬 彰宏; 佐々木 茂美; 岩田 忠夫; 仁平 猛*

Journal of the Physical Society of Japan, 54(5), p.1750 - 1756, 1985/00

https://doi.org/10.1143/JPSJ.54.1750

熱量測定法による阻止能の測定をNi中のClイオン,及びCイオン,Al中のClイオンに対して行った。エネルギ範囲はNi中のClイオンに対して99~180MeV,Ni中のCイオンに対して84~105MeV,Al中のClイオンに対して117~143MeVである。イオンの加速はタンデム加速器を用いて行ったもので、このような高エネルギ域での測定はClに対しては本実験が初めてのものである。さらに熱量測定法を重イオンの阻止能測定に用いたのも本実験が初めての試みであり、高エネルギ重イオンの阻止能測定において熱量測定法は、きわめて有力な手段であることを示した。実験結果は、他の実験者による低エネルギでの結果,理論計算等と比較した。第一次ボルン近似によるベーテの表式にZ項、及びブロッホ項を加えた表式が、実験結果を良く再現できることを示した。

Prototype Inverted Sputter Source for Negative Heavy Ions

峰原 英介; 小林 千明; 菊池 士郎

JAERI-M 7303, 12 Pages, 1977/10

JAERI-M-7303.pdf:0.71MB

タングステン線及び円板から成るアイオナイザーを通して負重イオンを引き出すスパッタ・イオン源を製作し、試験を行った。このアイオナイザーから構成されるアルカリ金属表面電離ガンを詳しく記述する。又、このガンとこのガンを用いたスパッタ負重イオン源の性能を報告する。3つのアルカリ金属、ナトリウム、カリウム、セシウムがこのガンで試みられ、1-2mAのカリウム・ビーム電流がマグネットの入口で得られている。負重イオノを引き出す為に試みられた、スパッタ物質とガスは炭素、銅、アルミニウム、モリブデン、酸素及び空気である。炭素と空気の場合、次の分析電流値が得られている。Cについて、2-5-A(ファラディ・カップ)、4.6-11A(出口スリット)、2Cについて3-5A(ファラディ・カップ)、6.8-11A(出口スリット)、、Oについて11-15A(ファラディ・カップ)、25-34A(出口スリット)。入口において全ビーム竃流値は200-400Aである。

有限密度・ 温度におけるハドロンの性質の変化

Gubler, P.

no journal, , 

QCDや有効模型に基づく有限密度・有限温度のハドロンの振る舞いに関する最近の理論的研究を紹介する。