がん治療用小型FFAG加速器の開発研究（I）.pdfVIP

がん治療用小型FFAG 加速器の開発研究 （Ｉ） 1 三須敏幸 、岩田佳之、北條悟、杉浦彰則、金澤光隆、宮原信幸、村上健、山田聰 放射線医学総合研究所 加速器物理工学部 〒263-8555 千葉市稲毛区穴川４－９－１ 概要 可能であり、磁場変化に伴うフィードバックが不 要である事等、高磁場を作り出すことで加速器全 放射線医学総合研究所（放医研）では、Fixed- 体の小型化が期待できるところにある。その一方、 Field Alternating-Gradient (FFAG)と呼ばれる ＡＶＦサイクロトロンやリングサイクロトロンは 固定磁場型加速器を使った炭素線がん治療装置の 等時性の制限から加速エネルギー範囲の増加に伴 開発研究を行なっている。治療装置の普及も考慮 し、加速器を含めた治療施設全体の小型化、最適 い磁石の動径方向のサイズも増大する為に機器の 化を図る必要がある。ここでは、ＦＦＡＧの光学 小型化が困難である。この等時性の条件を排除し 的特長と加速器全体及び各機器の小型化に向けた 磁場分布を自由に設定することで磁石の小型化を 概念設計の現状を紹介する。 図る事が出来ると考えられる点もFFAG加速器の 魅力である。 １．はじめに スケーリングを伴うＦＦＡＧ加速器では、平均 磁場Bが、最小軌道半径R での平均磁場B 放医研では平成１３年度から文部科学省の委 min min 託を受け、重粒子線がん治療装置の普及に向けて に対して B Bmin R Rmin k のように動径方向に 小型ＦＦＡＧ加速器の開発研究を開始した。治療 変化する。このfield-index kを高く設定するこ 装置の普及においては、小型化、低コスト化、省 とで、動径方向の軌道の変位幅を抑え、主電磁石 電力化など、実現可能な範囲で最適化することが や高周波加速空胴を小型化することが考えられる。 望まれる。現在検討中の炭素治療用FFAG加速器 ＦＦＡＧにはエッジ効果により垂直方向のビー は、繰り返し数百Hz程度、水中飛程25cm以上を ム収束を行なうスパイラル?セクター方式と、磁 実現する為に炭素イオンを400Mev/uまで加速する 石の極性を交互に配置することでビーム収束を行 ことを想定して検討を行なっている。 2 なうラジアル?セクター方式の２種類がある。 スパイラル?セクター方式は加速器サイズを小 加速粒子 C4+ → C6+ さくできるという利点はあるが、高周波加速装置 水中飛程 25cm以上 の配置が問題になり、磁石形状も複雑になること 入射エネルギー 40keV/u (Br=0.086 Tm) から、本研究ではラジアル?セクター方式を中心 出射エネルギー 400MeV/u (Br=6.34 Tm) に検討を行っている。 9 加速粒子数 ～2x10 pps 繰り返し 200Hz以上