JP5483175B2 - 荷電粒子加速方法及び荷電粒子加速装置、粒子線照射装置、医療用粒子線照射装置 - Google Patents
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Description
本発明の荷電粒子加速方法は、パルスレーザー光を気体に照射してプラズマを生成し、当該プラズマ中に生成された加速場を利用して荷電粒子を加速する荷電粒子加速方法であって、前記パルスレーザー光の出力波形を、第1の電離度まで前記気体を電離し、かつ前記パルスレーザー光が前記プラズマ中で相対論的自己集束された際に前記第1の電離度よりも高い第2の電離度まで前記気体を電離する強度となるように設定された強度をもつ主部を具備するパルス形状とすることを特徴とする。
本発明の荷電粒子加速方法において、前記気体は、窒素、酸素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、窒素を含む化合物、酸素を含む化合物、炭素を含む化合物、のいずれかを主成分とすることを特徴とする。
本発明の荷電粒子加速方法において、前記荷電粒子は、電子又はイオンであることを特徴とする。
本発明の荷電粒子加速装置は、パルスレーザー光を気体に照射してプラズマを生成し、当該プラズマ中に生成された加速場を利用して荷電粒子を加速する荷電粒子加速装置であって、前記気体を噴射するガス供給機構と、第1の電離度まで前記気体を電離し、かつ前記パルスレーザー光が前記プラズマ中で相対論的自己集束された際に前記第1の電離度よりも高い第2の電離度まで前記気体を電離する強度となるように設定された強度をもつ主部を具備するパルス形状をもつパルスレーザー光を前記気体に照射するレーザー光源と、を具備することを特徴とする。
本発明の荷電粒子加速装置は、前記気体における前記パルスレーザー光が照射された箇所に対して前記荷電粒子を照射する荷電粒子発生機構を具備することを特徴とする。
本発明の荷電粒子加速装置において、前記気体は、窒素、酸素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、窒素を含む化合物、酸素を含む化合物、炭素を含む化合物、のいずれかを主成分とすることを特徴とする。
本発明の荷電粒子加速装置において、前記荷電粒子は、電子又はイオンであることを特徴とする。
本発明の粒子線照射装置は、前記荷電粒子加速装置によって加速された荷電粒子を試料に対して照射する構成を具備することを特徴とする。
本発明の医療用粒子線照射装置は、前記荷電粒子加速装置によって加速された荷電粒子を患部に対して照射する構成を具備することを特徴とする。
実際に上記のパルスレーザー光を用いてレーザープラズマ加速を行い、得られた電子ビームの特性を評価した。
11、93 集光光学系
20、96 ガス
30、97 加速場
31 第1の加速場
32 第2の加速場
40、103 加速された電子ビーム
90 荷電粒子加速装置(レーザープラズマ加速装置)
91 レーザー光源
94 チャンバ
95 ガス供給機構
98 相対論的自己集束後の加速場
101 電子ビーム発生装置(荷電粒子発生機構)
102 電子ビーム
Claims (9)
- パルスレーザー光を気体に照射してプラズマを生成し、当該プラズマ中に生成された加速場を利用して荷電粒子を加速する荷電粒子加速方法であって、
前記パルスレーザー光の出力波形を、
第1の電離度まで前記気体を電離し、かつ前記パルスレーザー光が前記プラズマ中で相対論的自己集束された際に前記第1の電離度よりも高い第2の電離度まで前記気体を電離する強度となるように設定された強度をもつ主部を具備するパルス形状とする
ことを特徴とする荷電粒子加速方法。 - 前記気体は、窒素、酸素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、窒素を含む化合物、酸素を含む化合物、炭素を含む化合物、のいずれかを主成分とすることを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子加速方法。
- 前記荷電粒子は、電子又はイオンであることを特徴とする請求項1又は2に記載の荷電粒子加速方法。
- パルスレーザー光を気体に照射してプラズマを生成し、当該プラズマ中に生成された加速場を利用して荷電粒子を加速する荷電粒子加速装置であって、
前記気体を噴射するガス供給機構と、
第1の電離度まで前記気体を電離し、かつ前記パルスレーザー光が前記プラズマ中で相対論的自己集束された際に前記第1の電離度よりも高い第2の電離度まで前記気体を電離する強度となるように設定された強度をもつ主部を具備するパルス形状をもつパルスレーザー光を前記気体に照射するレーザー光源と、を具備することを特徴とする荷電粒子加速装置。 - 前記気体における前記パルスレーザー光が照射された箇所に対して前記荷電粒子を照射する荷電粒子発生機構を具備することを特徴とする請求項4に記載の荷電粒子加速装置。
- 前記気体は、窒素、酸素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、窒素を含む化合物、酸素を含む化合物、炭素を含む化合物、のいずれかを主成分とすることを特徴とする請求項4又は5に記載の荷電粒子加速装置。
- 前記荷電粒子は、電子又はイオンであることを特徴とする請求項4から請求項6までのいずれか1項に記載の荷電粒子加速装置。
- 請求項4から請求項7までのいずれか1項に記載の荷電粒子加速装置によって加速された荷電粒子を試料に対して照射する構成を具備することを特徴とする粒子線照射装置。
- 請求項4から請求項7までのいずれか1項に記載の荷電粒子加速装置によって加速された荷電粒子を患部に対して照射する構成を具備することを特徴とする医療用粒子線照射装置。
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