サイクロトロン用大電流負イオン源の開発

摘要

陽子サイクロトロンは，ホウ素中性子捕捉療法（BNCT：Boron Neutron Capture Therapy）やPET（Positron Emission Tomography）用放射性同位体（RI）製造といったがん治療·診断分野に広く利用されている。BNCT治療における照射時間の短縮やPET用RIを大量製造すべく，サイクロトロンから引き出されるビームの大電流化が望まれている。最大エネルギーが100MeV程度までの陽子サイクロトロンでは，その高い引出し効率を理由に水素の負イオン（H~-）が加速粒子として用いられている。サイクロトロンのビームを大電流化することを目的に大電流負イオン源を開発した。この負イオン源はH~-をプラズマ中で生成する体積生成型と呼ばれるもので，水素プラズマはアーク放電により作られる。このタイプの負イオン源にセシウムを導入するとH~-の生成量が高められることが知られており，セシウムが未導入の場合は，定常で11mAのH~-ビーム電流が得られ，セシウムを導入すると22mAの最大H~-電流が得られた。