WEOL10 　加速器土木･放射線防護２／粒子源２　 8月10日 国際会議室 14:10 - 14:30

3次元PIC解析による重粒子線治療ISOLシステム用1価イオン源の最適化

Optimization of singly charged ion source with 3-D PIC simulation

○片桐 健，野田 章，永津 弘太郎，涌井 崇志，野田 耕司（放医研）

○Ken Katagiri, Akira Noda, Kotaro Nagatsu, Takashi Wakui, Koji Noda (QST/NIRS)

重粒子線治療において，PET装置で照射野をリアルタイムに検証する技術を実現するために，Isotope Separation On-Line (ISOL)法により11CビームをHIMACシンクロトロンから供給することを計画している．この方法では，小型サイクロトロンによるプロトン照射で生成された11C分子をイオン化して加速する．このイオン化のプロセスでは，まず1価イオンを生成し不要な同位体を分離した後に，目的の11C+イオンをEBISイオン源に入射して荷電増幅を行う．このISOLシステムに用いる低エネルギー電子ビーム1価イオン源の開発を現在進めている．限られた生成量の11C分子から，治療に要求される量の11Cイオンを生成するためには，1価イオン源は少なくとも~0.1%のC+イオンの生成効率を達成しなければならない．このイオン化効率を得るためには，イオン源内ドリフトチューブにおける電子ビーム実効電流量が100 mA以上必要であると見積もられている．この実効電流量を達成するために，イオン源内電極構造の最適化を行った．この最適化は，新たに開発したPIC (Particle in Cell) 法を用いた3次元粒子計算コードにより，電子ビームの軌道を解析することで行った．本発表では，これらの計算結果と実験結果の比較を示すと共に，最適化されたイオン源の性能を議論する．