2026/08/07 更新

写真a

オカムラ　マサヒロ
岡村　昌宏
OKAMURA MASAHIRO
所属
総合研究院 ゼロカーボンエネルギー研究所 特任教授
職名
特任教授
外部リンク

論文

▼全件表示

MISC

  • 短パルスレーザー生成イオンのRF同期加速によるイオン源

    不破康裕, 岩下芳久, 頓宮拓, 井上峻介, 橋田昌樹, 阪部周二, 岡村昌宏, 山崎淳

    日本加速器学会年会(Web)   12th   2015年

    　詳細を見る

  • 27pGB-1 短パルスレーザープラズマのRF位相直接入射によるイオン源の開発(27pGB 超高強度レーザー・レーザープラズマ加速・THz発生,ビーム物理領域)

    不破 康裕, 岩下 芳久, 頓宮 拓, 大谷 一人, 阪部 周二, 岡村 昌宏

    日本物理学会講演概要集   67 ( 1 )   160 - 160   2012年3月

    　詳細を見る

    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 固体水素を用いたレーザーイオン源

    田村 潤, 岡村 昌弘, Kondrashev Sergei, 林崎 規託, 伊藤 卓, 石橋 拓弥, 松永 直子, 服部 俊幸

    日本原子力学会 年会・大会予稿集   2006   123 - 123   2006年

    　詳細を見る

    出版者・発行元：一般社団法人 日本原子力学会  

    従来、レーザーイオン源のレーザー標的は固体である必要があり、常温で気体の標的は利用できなかった。そこで本研究グループでは、クライオクーラーを用いて水素ガスを固体化し、レーザー標的とする可能性について研究を行っている。水素を標的として利用できれば、融点が非常に低いヘリウム以外のほとんどの気体も同様にレーザー標的として使用可能となることを意味する。

    DOI： 10.11561/aesj.2006f.0.123.0

    J-GLOBAL

    researchmap

産業財産権

  • イオンビーム引出加速方法及び装置

    柏木 啓次, 岡村 昌宏

    　詳細を見る

    出願人：独立行政法人日本原子力研究開発機構

    出願番号：特願2007-198996  出願日：2007年7月

    公開番号：特開2009-037764  公開日：2009年2月

    特許番号/登録番号：特許第4771230号  登録日：2011年7月 

    J-GLOBAL

    researchmap

  • コイルの製造方法及びM型電磁石

    岡村 昌宏, 高野 光司

    　詳細を見る

    出願人：独立行政法人理化学研究所, 有限会社タカノ技研

    出願番号：特願2003-358453  出願日：2003年10月

    公開番号：特開2005-123480  公開日：2005年5月

    特許番号/登録番号：特許第4295595号  登録日：2009年4月 

    J-GLOBAL

    researchmap

  • イオン加速装置

    岡村 昌宏, 竹内 猛, 服部 俊幸

    　詳細を見る

    出願人：独立行政法人理化学研究所

    出願番号：特願2001-241023  出願日：2001年8月

    公開番号：特開2003-059699  公開日：2003年2月

    特許番号/登録番号：特許第3713524号  登録日：2005年9月 

    J-GLOBAL

    researchmap

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • リチウムビームを用いたＢＮＣＴ用中性子源の開拓

    研究課題/領域番号：20K20404  2020年4月 - 2022年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的研究(開拓)  挑戦的研究(開拓)

    岡村 昌宏, 高橋 一匡

    　 詳細を見る

    配分額：25740000円 （ 直接経費：19800000円 、 間接経費：5940000円 ）

    本年度はコロナウイルスの影響を大きく受け、予定されていた研究を完成させるに至らなかった。当初の予定では長岡技術科学大学で製作したリチウムイオン源を理研ＢＮＬセンター設置の加速器に設置し実証実験を行う予定であった。年度初めの段階ではチェコの原子物理研究所からの研究協力者も２名参加し実証実験の準備が順調に推移していた。しかしながら４月に入って理研施設への立ち入りが困難となり、更に国間の移動も困難になることが予測されたため、チェコの研究者は帰国せざるを得なくなり、長岡からの実験参加も不可能となった。以下、長岡技術科学大学、理研での本年度実績を述べる。
    長岡ではリチウムイオンの分析装置を完成させ、リチウムイオンプラズマの基礎データを更に蓄積することができた。更にリチウムを加熱液化し、真空中で循環できる装置のプロトタイプを製作した。このプロトタイプを用いて、オイル等や合金流体からレーザープラズマを発生させる検証実験を行うことができた。コロナウイルスの影響で実験が大きく中断し、リチウムを使った実証までには到達できなかったが、多くの基礎的なデータを得ることができた。
    理化学研究所では実証実験の準備として、レーザープラズマの拡散制御用ソレノイドの電源の増強、RFQ加速器で加速されたビームを計測装置まで運ぶための収束レンズの増強、補正磁石の開発を行うことができた。しかしながら、研究期間の大半はシミュレーション等を主体としたものとなった。例えば、ビームの取り出しに関する最適化、電極間印加電圧の加速ビームに対する影響等について考察した。更に、リチウムビームを使った陽子標的をプラスチック、チタンハイドライト、気体の３種類について検討を行った。すでに確率してる加速器技術を組み合わせて、原理的な加速ビーム電流値の限界を探る作業を現在行っている。
    研究者の自由な移動が再開されれば、直ちに実験を再開したい。

    researchmap

  • 次世代粒子線がん治療装置用イオン発生装置の開発

    研究課題/領域番号：15K15215  2015年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究  挑戦的萌芽研究

    岡村 昌宏, 齋藤 嘉人

    　 詳細を見る

    配分額：3770000円 （ 直接経費：2900000円 、 間接経費：870000円 ）

    がん治療器で炭素イオンビームと陽子ビームを共用することを目指して、高強度の炭素イオンビーム発生技術が確立しているレーザーイオン源で陽子ビームを発生する研究を行った。具体的には水素を多量に吸収することのできる金属ハイドライトを用いて陽子ビーム発生方法の確立を目指した。材料の選定、水素の吸蔵、陽子ビームと母材金属イオンビームとの分離なども問題点を明らかにし、研究期間を通じて多くの実験的により概ね全ての問題点を克服することができた。ジルコニウムハイドライトを用いて、加速実験を行い、がん治療として十分な耐久性がある事を確認し、研究を終了した。

    researchmap

  • 短パルスレーザープラズマのＲＦ位相直接入射による革新的高性能イオン源

    研究課題/領域番号：23654085  2011年4月 - 2015年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究  挑戦的萌芽研究

    岩下 芳久, 阪部 周二, 岡村 昌宏, 頓宮 拓, 橋田 昌樹, 時田 茂樹, 山崎 淳, 井上 峻介, 不破 康裕

    　 詳細を見る

    配分額：3770000円 （ 直接経費：2900000円 、 間接経費：870000円 ）

    短パルスレーザーの物質照射によって発生するプラズマから、RF加速に適した時間構造にバンチ化したイオンを直接取り出せるとRFQでのバンチャー部等、ビームが低速で空間電荷の影響を受けやすい構造を省くことが出来、イオン加速器の高性能化に結びつく。
    照射標的選択や測定方法の開発が課題であったが、照射標的に関しては、当初取り扱いが簡単なため固体を検討したが、生成プラズマの密度が高すぎて有意な結果が得られず、パルスガス弁によるガスジェットに変更した。ガスを照射するレーザーパルスのタイミングと印加RF電場の位相関係を適切に選ぶことにより、バンチ化したイオンを発生点直近に置いた探針で観測し、原理検証に成功した。

    researchmap

  • 次世代ガン治療用炭素線ドライバーの実証

    研究課題/領域番号：23240082  2011年4月 - 2014年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)  基盤研究(A)

    高山 健, 岡村 昌宏, 安達 利一, 荒木田 是夫, 高木 昭, 松村 明, 堀岡 一彦, 岡村 勝也

    　 詳細を見る

    配分額：49400000円 （ 直接経費：38000000円 、 間接経費：11400000円 ）

    次世代ガン治療用炭素線ドライバーの実証のためには完全電離炭素イオンを生成するイオン源が不可欠である。このため、レーザーアブレーションイオン源の開発を行った。Nd-YAGレーザー光をグラファイト標的に照射し、発生する価数１から６までのイオンを生成し、それを分離することによって６価のイオンを取り出す装置の開発に成功した。このイオン源は200 kVの高圧プラットホーム内にマウントされ、下流に位置する低エネルギービームトランスポートライン、デジタル加速器リングに伝送され、誘導加速をされるシナリオに沿って、完全電離炭素イオンを受け入れ、加速するシナリオの実証のために、重イオン加速の実証試験がなされた。

    researchmap

  • 陽子線・炭素線共用がん治療用小型イオン発生装置の開発

    研究課題/領域番号：18659356  2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 萌芽研究  萌芽研究

    岡村 昌宏

    　 詳細を見る

    配分額：2100000円 （ 直接経費：2100000円 ）

    researchmap

  • 重イオンがん治療用超小型直接プラズマ射線形加速器の研究

    研究課題/領域番号：17390328  2005年 - 2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    服部 俊幸, 林崎 規託, 岡村 昌宏

    　 詳細を見る

    配分額：15300000円 （ 直接経費：15300000円 ）

    既存の粒子線がん治療装置は,20世紀に開発された加速器技術により建設されて利用に供されている。そのため装置全体が大型化かつ複雑化しているのが現状である。2000年代初めに開発された最新の加速器技術である,直接プラズマ入射法(Direct Plasma Injection Scheme)とドリフトチューブ線形加速器におけるAPF(Alternating Phase Focusing)法を積極的にがん治療装置に取り入れ,その入射線形加速器への利用を試みた。
    直接プラズマ入射型レーザーイオン源について,気体と固体をターゲットとした場合の開発研究をおこなった。YAGレーザーとクライオクーラーの組み合わせにより良好な結果が得られたため,各種の国際ジャーナル誌および国際会議で報告した。また,既存の2MeV/u重イオン加速試験用APF-IH線形加速器を利用して,直接プラズマ入射法による実験を試みた。軌道計算を詳細におこなうと,加速アクセプタンスを高くするには大きな改造を必要とすることが分かったが,予算の関係で小改造にとどめた。直接プラズマ入射法の利用によって入射エネルギーが低い場合,APF-IH収束による大強度加速では大きなアクセプタンスを期待出来ないことを明らかにした。その改善策として,低エネルギー領域での入射加速に優れたRFQ型と,中エネルギー領域での加速に優れたAPF収束ドリフトチューブ型の2つの加速構造を1台のIH(Interdigital H)空洞に挿入する新しい線形加速器を考案した。この複合加速構造型単一IH空洞線形加速器について,各種の国際ジャーナル誌および国際会議で報告した。

    researchmap

  • APF型小型ガン治療装置の研究

    研究課題/領域番号：15390358  2003年 - 2004年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    服部 俊幸, 林崎 規託, 川崎 克則, 岡村 昌宏, 北川 敦志

    　 詳細を見る

    配分額：14600000円 （ 直接経費：14600000円 ）

    がん治療装置入射器の初段部において,大強度重イオンビームを簡便・安定に確保するための機構として,直接プラズマ入射型RFQパンチャーを開発し,重イオンがん治療に必要な炭素イオンビームの大強度加速実験をおこなった。前年度に本補助金により加速電極の製作をおこなった直接プラズマ入射型RFQバンチャーに,既存備品の炭酸レーザーイオン源を組み合わせたビーム加速実験装置を整備し,平成16年7月に世界初となる50mAの大強度炭素イオンビームを100keV/uまで加速することに成功した。その実験結果は同年8月に理化学研究所よりプレス発表され,第1回日本加速器学会年会,ドイツで開催されたInternational Linac Conference(Linac2004)においても報告された。また,日本加速器学会誌からの寄稿要請に応じ,同誌に速報が掲載された。さらなる重イオンがん治療用加速器の小型化のためには,価数の高い炭素イオンの生成・加速が重要であるため,新しくYAGレーザーイオン源を用いたシステムを検討し,事前実験によりC^<5+>,C^<6+>の大量発生に成功した。そして,現在は直接プラズマ型RFQパンチャーと組み合わせた加速実験を続行中である。
    また,がん治療用入射機の1/3程度の加速エネルギーをもつテスト機として,炭素イオンを2MeV/uまで加速するAPF-IHリニアックの開発をおこなった。本補助金により整備されたテスト2MeV/uAPF-IHリニアックを用いて,平成16年10月に低電流陽子ビームの加速に成功した。がん治療用入射器としては,これまでのRFQリニアックとアルバレリニアックの組み合わせが利用されてきたが,これらの研究成果を受けて,RFQリニアックとIH(APF-IH)リニアックの組み合わせが,放射線医学総合研究所が進めている普及型がん治療装置の開発において採用され,ドイツにおいても計画が進んでいる。

    researchmap

  • 高周波四重極電極による高強度重イオンビーム捕獲の研究

    研究課題/領域番号：15360041  2003年 - 2004年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    岡村 昌宏, 小関 忠, 服部 俊幸

    　 詳細を見る

    配分額：15200000円 （ 直接経費：15200000円 ）

    発生したレーザーブラズマ中の重イオンビームを空間電荷効果の限界まで高周波四重極によって捕獲するため、計算機によるシミュレーションと実験による検証を行った。この結果、炭素4価の高強度ビームに対応する加速電極及びプラズマ引き出し装置を設計開発に成功し、平成16年7月の段階で30mAの電流強度を得る事に初めて成功した。更にイオン引き出し部分の改良、その他最適化によって電流最高強度を更新しつづけており、現在65mAの強度を発生している。この成果を8月にドイツで行われた線形加速器国際会議(LINAC2004,Lubeck)で報告した。また同会議のイオン源サマリーで全く新しい高強度重イオン発生方法として取り上げられた。
    高周波四重極電場の強度と捕獲される重イオンの電流量との関係を実験的に調べた。また、捕獲された重イオンの空間電荷効果と四重極電場の収束力による捕獲電流限界について計算機シミュレーションにより検証を行った。この結果、電極間電圧が120kV時に於いて、炭素4価ビームが最も効率良く捕獲される事が実験的に示され、計算結果とも一致した。また、炭素6価ビームのみを効率良く捕獲するためには、電極間電圧を63kVにすれば良い事が分かった。純度の高い多価イオンビームを高強度に発生捕獲する方法を確立したと言える。
    また、プラズマの膨張速度のみを利用して四重極電極間に重イオンを入射し、パルス幅を大幅に引き伸ばす事に成功した。1μ秒のパルスビーム幅が10μ秒程度に拡大する現象を実験的に確認出来た。これは、大型シンクロトロンなどの要求性能を満たすものである。

    researchmap

  • ガン治療加速器用超小型高出力線形加速器システムの開発

    研究課題/領域番号：14390013  2002年 - 2004年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    片山 武司, 服部 俊幸, 岡村 昌宏, 渡辺 伸一

    　 詳細を見る

    配分額：13200000円 （ 直接経費：13200000円 ）

    本年度は、超小型高出力線型加速器システムの核となる、レーザープラズマ発生装置と高強度重イオンRFQ線型加速器用電極の設計・製作を中心として研究を行った。
    レーザープラズマ発生装置用ドライバーとしてヤグレーザーを用い、がん治療に適した炭素イオンビームを発生させる装置を開発した。昨年度行ったプラズマを成型せずRFQ方向への拡散速度を利用してイオンを運ぶ方法に加えて、プラズマに高電場勾配を印可することによって効率良くイオンを引き出す方法について実験を行った。また、新たに設計製作した引き出し電極では必要とされる60kVの絶縁性能を満たすことに成功した。プラズマ発生装置は対地絶縁を取った真空容器中に設置されており、高圧部分が露出しない構造となっている。このためさらに装置が小型化されており、治療装置としても保守容易性に優れている。
    加速電極の設計では、従来に無い低速領域からの高電流ビームを加速するため、最小ボア半径を7mmとし、最適化を行った。この結果、全長150cmの領域で核子当たり20keVから100KeVまで効率良く加速する構造となっている。この結果をもとに共振周波数が100MHzの加速電極を製作し、高周波特性を測定した。電圧分布特性は+-5%以内であり、クオリティーファクター値は約4000を達成した。
    現在、ヤグレーザーを用いたプラズマ発生装置とRFQ線形加速器を用いた加速実験に対する準備が進められている。

    researchmap

▼全件表示