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論文

Development of single-ion hit techniques and their applications at TIARA of JAERI Takasaki

神谷 富裕; 平尾 敏雄; 小林 泰彦

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 219-220, p.1010 - 1014, 2004/06

 被引用回数:8 パーセンタイル:51.5(Instruments & Instrumentation)

日本原子力研究所高崎研究所のTIARAでは4種類のイオンマイクロビーム装置(重イオン, 軽イオン, コリメート型高エネルギー重イオン、及び集束方式高エネルギー重イオン)をもち、それぞれイオンと物質との相互作用の特殊性(照射影響がミクロに局在化する)を活かしたユニークな応用利用が行われている。従来のマイクロビームの応用はマイクロPIXEに代表されるようなMeV軽イオンによる非破壊局所分析が主であったのに対して、TIARAでは、タンデム加速器及びサイクロトロン加速器からのMeV~数100MeVの重イオンによるシングルイオンヒット技術を応用し、高エネルギー重粒子による半導体素子や生物細胞へのシングルイベント効果や照射損傷の機構研究やリスク評価に関する研究に重点をおいている点に特色がある。今回の発表では、シングルイオンヒット技術についてこれまでの開発の経緯と今後の展望について述べ、併せてこれを用いた最新の応用研究成果について紹介する。

論文

大気マイクロPIXE分析技術の開発と生物・環境分野への応用

荒川 和夫

アイソトープ・放射線利用フォーラム講演論文集, 5 Pages, 2003/00

イオンビームの物質照射で二次的に放出される特性X線のスペクトルは、その物質元素特有の電子構造を反映するので、これを利用して物質に含まれる微量元素を分析することができる。この分析方法はPIXE(Particle Induced X-ray Emission)と呼ばれている。原研では、1個の生物細胞内の微量元素分布を1$$mu$$mの空間分解能で大気中で測定できる技術を開発した。この技術を用い、牛の血管内皮細胞内の元素の2次元分布を測定するとともに、放射線照射したヒト白血病細胞のアポトーシス過程における鉄元素の集積の様子,ヒト食道癌細胞に抗癌剤が集積する様子などを画像として捉えることに成功した。また、大気環境問題を解明するためにエアロゾルの個別粒子の元素分布とその濃度を定量する技術を開発した。

論文

Development of an atomated single cell irradiation system combined with a high-energy heavy ion microbeam system

神谷 富裕; 横田 渉; 小林 泰彦; Cholewa, M.*; Krochmal, M. S.*; Laken, G.*; Larsen, I. D.*; Fiddes, L.*; Parkhill, G.*; Dowsey, K.*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 181(1-4), p.27 - 31, 2001/07

 被引用回数:30 パーセンタイル:89.33(Instruments & Instrumentation)

原研高崎のAVFサイクロトロンの垂直ビームラインに設置された高エネルギー重イオンマイクロビーム装置において大気中生物細胞へのシングルイオンヒット技術を確立し、細胞自動認識高速ビーム照準システムを導入した。試料皿上に無数に散在する個々の細胞を照射前後にオフラインの顕微鏡において、全自動で認識するために、遠隔駆動の精密ステージと制御計算機及びソフトウェアからなるシステムを開発した。さらに認識された細胞の中から照射すべきものの位置を顕微鏡画像データから自動抽出し、それに基づいて全自動照射するためのオンラインシステムも同時に開発した。今回は、それらのシステムの概要を示し、テスト試料を用いて行った予備的な実験結果について報告する。

論文

ミクロの世界に触れる視線と指先; イオンマイクロビーム技術の開発と応用

神谷 富裕

放射線化学, 2000(69), p.32 - 36, 2000/03

高崎研究所の加速器施設TIARAにおいては、3MVシングルエンド及び3MVタンデム加速器のビームライン上にそれぞれ軽イオン及び重イオンマイクロビーム装置を設置し、技術開発と応用研究を進めている。前者は、いわばミクロの世界を覗く視線であり、マイクロPIXE等による生物細胞を初めとする微細な試料内部に元素がどのように分布しているかを調べるためのものである。これに対し後者は、いわばミクロの世界を探る指先であり、シングルイオンヒットシステム等を用いて半導体素子や生物細胞が高エネルギーイオンにヒットされて引き起こされる現象を模擬し機構を解明するためのものである。本稿ではわれわれ自身が実際に行ってきた実験の一端を紹介し、マイクロビームの持つこれら2つの側面を示した。

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