がん治療用新型イオン入射装置の原型機が完成

量子科学技術研究開発機構（理事長 小安 重夫、以下「ＱＳＴ」） 量子技術基盤研究部門 関西光量子科学研究所（以下「関西研」） 量子応用光学研究部、ＱＳＴ革新プロジェクト・量子メスプロジェクトの榊 泰直 上席研究員（九州大学 大学院総合理工学研究院 連携講座 教授を兼任）、小島 完興 主任研究員らは、住友重機械工業株式会社（代表取締役社長 下村 真司）、日立造船株式会社（取締役社長兼ＣＥＯ 三野 禎男）との共同研究にて、レーザー・プラズマ加速を用いたレーザー駆動イオン入射装置の原型機を世界で初めて開発し、小型重粒子がん治療装置“量子メス”の実現に向けた統合試験を開始した。

重粒子線がん治療では、身体の深部にあるがん細胞に炭素イオンを照射して死滅させる。そのために炭素イオンを光の速度の約７３パーセントにまで加速する必要があるが、大規模な加速装置や専用建屋が必要となることから普及が進まなかった。そこで、２０１６年からＱＳＴでは、ＱＳＴに既存する装置（重粒子線がん治療装置 ＨＩＭＡＣ）を約１／４０（面積比）に小型化する“量子メス”と呼ばれる次世代重粒子線がん治療装置の開発を産官学連携で進め、２０３０年の実用化を目指している。量子メスに導入される革新的な２大技術の１つである超伝導技術を利用したシンクロトロンは、すでに実証機の製作段階にある。２大技術のもう１つ、レーザー・プラズマ加速を用いた新型イオン入射装置の開発を、ＱＳＴ関西研が主体となって進めている。今回、連携企業などとの共同で「レーザー装置」「イオン加速部分」「イオン輸送部分」の３つの要素を統合し、レーザー駆動イオン入射装置の原型機を完成した。今後の統合試験を通じて、実証機製作に必要なデータが集まることが期待され、量子メス開発はいよいよ最終形の設計に向け大きく前進する。

本研究成果は、２０２３年８月２９日から９月１日に日本大学 理工学部 船橋キャンパスにて開催される「第２０回加速器学会年会」にて発表の予定。