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実照射ビーム測定用ビームモニタセンサおよびこれを備えた実照射ビーム測定用ビームモニタ

国内特許コード P09A014921
整理番号 NIRS-308
掲載日 2009年12月11日
出願番号 特願2008-027472
公開番号 特開2009-186349
登録番号 特許第5263931号
出願日 平成20年2月7日(2008.2.7)
公開日 平成21年8月20日(2009.8.20)
登録日 平成25年5月10日(2013.5.10)
発明者
  • 岩田 佳之
  • 野田 耕司
  • 古川 卓司
出願人
  • 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
発明の名称 実照射ビーム測定用ビームモニタセンサおよびこれを備えた実照射ビーム測定用ビームモニタ
発明の概要 【課題】測定されるビームの状態をほとんど破壊することなく当該ビームの位置、分布および強度のうちの少なくとも一つを測定することのできるビームモニタセンサを提供する。
【解決手段】本発明に係るビームモニタセンサ1は、加速器から輸送されてくるビームを測定するために、前記ビームが輸送されるビームダクトD内に配置されるビームモニタセンサであって、前記ビームダクトD内の前記ビームの軌道O上に配置される薄膜体2と、前記薄膜体2上に形成された蛍光層3と、前記蛍光層3が形成されている面を撮影する、前記ビームの軌道O外に設けられた撮影カメラ4と、を備えている。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


従来、円形加速器、線形加速器、静電加速器などの加速器で得られたビームは、真空のビームダクト、いわゆるビーム輸送ラインを通じて目的とされる場所へ導かれる。例えば、非特許文献1に記載されているように、このビーム輸送ラインには、一定区間ごとに図21に示すようなビームモニタ110が設置されている。かかるビームモニタ110は、ビームプロファイルモニタセンサ101や強度モニタセンサ102が設置され、信号増幅器を備えた信号処理回路103や制御装置120に接続されている。このようなビームモニタ110はビームを出射する出射ライン(図示せず)も含めると、例えば、30~35個設置されており、これらによってビームの位置や分布(これらを総称してプロファイルという)および強度が観測されている。なお、図21は、従来のビームプロファイルモニタセンサ101および強度モニタセンサ102を備えたビームモニタの構成を示す構成図である。



例えば、ビームプロファイルモニタセンサ101によって測定されたビームプロファイルなどが、それが理想のものと異なる場合、理想の状態となるように上流に設置された軌道補正用電磁石や四極電磁石(いずれも図示せず)による調整が行われる。これにより、ビームをロスすることなく末端まで輸送することができる。



なお、ビームは真空のビームダクトを通過するため、ビームプロファイルモニタセンサ101や強度モニタセンサ102も真空のビームダクト内に設置される。例えば、このような状況で使用されるビームプロファイルモニタセンサ101は、図22に示すような構成となっている。なお、図22は、従来のビームプロファイルモニタセンサの構成を示す断面図である。



図22に示すように、従来のビームプロファイルモニタセンサ101は、厚さ300μmのアルミニウム製の薄膜101aを用いて形成される筐体101b内にワイヤ状の電極101cが複数本設けられ、さらにこの筐体101b内にガスが封入された構成となっている。
ビーム測定時は、前記した薄膜101aと電極101cの間に数千ボルトの電圧が印加される。この状態でビームがビームプロファイルモニタセンサ101を通過すると、筐体101b内に封入されたガスがイオン化する。生じたイオンは、薄膜101aと電極101cの間の電場によって、複数本設けられた電極101cのうちの最も近くの電極101cに集められ、集められたイオンの電荷は、図21に図示する信号増幅器を備えた信号処理回路103によって信号強度の増幅と信号処理が行われる。そして、制御装置120によってデジタル化されることにより、図23に示すような、複数本設けられた電極101cで集められたイオンの電荷に対応した形でビームプロファイルが作成される。なお、図23は、従来のビームプロファイルモニタセンサ101で測定したビームプロファイルを表示した表示例を示す図である。



【非特許文献1】
山田聰、高田栄一、河野俊之、野田耕司 編集、HIMACレポート「重粒子線がん治療装置 建設総合報告書」(HIMAC-009)、独立行政法人放射線医学総合研究所、1995年5月

産業上の利用分野


本発明は、円形加速器、線形加速器、静電加速器などの加速器において輸送されるビームの位置、分布および強度のうちの少なくとも一つを測定することのできるビームモニタセンサおよびこれを備えたビームモニタに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
加速器から輸送され、被照射体に実照射中のビームを測定するために、前記ビームが輸送されるビームダクト内に配置される実照射ビーム測定用ビームモニタセンサであって、
前記ビームダクト内の前記ビームの軌道上に配置される薄膜体と、
前記薄膜体上に形成された蛍光層と、
前記薄膜体から所定距離離間して設けられ、前記薄膜体を撮影して実際に被照射体に照射しているビームの強度、または、ビームのプロファイルおよび強度を測定する、前記ビームの軌道外に設けられた撮影カメラと、を備え、
前記ビームは、50~500MeV/uのビームエネルギーをもつ、He,Li,Be,B若しくはCを核種とする重粒子ビーム、または陽子ビームであり、
前記薄膜体の水等価厚と前記蛍光層の水等価厚の合計を30~2000μmとした
ことを特徴とする実照射ビーム測定用ビームモニタセンサ。

【請求項2】
前記撮影カメラが、前記蛍光層が形成されている面を撮影するように設置されていることを特徴とする請求項1に記載の実照射ビーム測定用ビームモニタセンサ。

【請求項3】
前記薄膜体が、酢酸セルロースで形成されていることを特徴とする請求項1または請求項に記載の実照射ビーム測定用ビームモニタセンサ。

【請求項4】
前記薄膜体の厚さが12μm以下であることを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載の実照射ビーム測定用ビームモニタセンサ。

【請求項5】
前記蛍光層が、付活型蛍光体を含んで形成されていることを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載の実照射ビーム測定用ビームモニタセンサ。

【請求項6】
前記付活型蛍光体が、硫化物系蛍光体であることを特徴とする請求項に記載の実照射ビーム測定用ビームモニタセンサ。

【請求項7】
前記硫化物系蛍光体が、硫化亜鉛・銀であることを特徴とする請求項に記載の実照射ビーム測定用ビームモニタセンサ。

【請求項8】
前記蛍光層の厚さが5μm以上であることを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載の実照射ビーム測定用ビームモニタセンサ。

【請求項9】
前記加速器が、円形加速器、線形加速器、静電加速器のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載の実照射ビーム測定用ビームモニタセンサ。

【請求項10】
請求項1から請求項のいずれか1項に記載の実照射ビーム測定用ビームモニタセンサを備えた実照射ビーム測定用ビームモニタであって、
前記実照射ビーム測定用ビームモニタセンサと、
当該実照射ビーム測定用ビームモニタセンサと接続され、この実照射ビーム測定用ビームモニタセンサから入力された撮影データから、前記ビームの位置、分布および強度のうちの少なくとも一つを算出する算出手段と、
を備えていることを特徴とする実照射ビーム測定用ビームモニタ。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008027472thum.jpg
出願権利状態 登録
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