[發(fā)明專利]離子源、重粒子線照射裝置及方法、離子源的驅(qū)動方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310070318.2
• 申請日: 2013-03-06
• 公開（公告）號: CN103313502A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 角谷晶子;橋本清;佐藤潔和;吉行健;來棲努
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24;G21K5/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 戚宏梅;楊謙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通過激光的照射而生成離子束的離子源、重粒子線照射裝置、離子源的驅(qū)動方法及重粒子線照射方法。

背景技術(shù)

作為通過激光的照射而生成離子束的裝置，已知有離子源。離子源使離子高能量化而作為離子束向外部裝置輸出。作為外部裝置，示例了被利用于癌癥治療的重粒子線照射裝置。重粒子線照射裝置是使離子束加速來作為重粒子線對照射對象的部位進行照射的裝置。離子中使用了例如碳離子，特別是在癌癥治療中使用6價碳離子。

作為離子源，能夠列舉出使用微波放電等離子體的方式和使用激光的方式（例如參照參照專利文獻1、2）。

使用了激光的離子源將激光向真空容器內(nèi)的靶的表面照射，通過激光的能量使靶的元素、蒸發(fā)/離子化而生成等離子體（激光燒蝕等離子體）。然后，將激光燒蝕等離子體中包含的離子從真空容器內(nèi)引出，在引出時使離子加速來生成離子束。

使用了激光的離子源通過調(diào)整激光的能量及密度，能夠產(chǎn)生如6價碳離子那樣的多價離子。

先行技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：專利第3713524號公報

專利文獻2：特開2009－37764號公報

在使用了激光的離子源中，出于接下來的原因，有時與作為目標離子的6價碳離子不同的非目標離子混合在真空容器內(nèi)。

例如在靶附著有水分或臟污物的情況下，1價的氫分子離子（H₂^＋）、8價的氧離子等污染物質(zhì)的離子有可能作為非目標離子混合在真空容器內(nèi)。

此外，在真空容器內(nèi)存在殘留氣體的情況下，殘留氣體成分的離子有可能作為非目標離子混合在真空容器內(nèi)。

在這樣的非目標離子混合在真空容器內(nèi)的情況下，除了目標離子之外非目標離子也被從真空容器內(nèi)引出而被作為離子束輸出。

本發(fā)明所要解決的課題在于得到能夠始終監(jiān)視真空容器內(nèi)的離子中的與目標離子不同的非目標離子的離子源、重粒子線照射裝置、離子源的驅(qū)動方法及重粒子線照射方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所涉及的離子源，其特征在于，具備：激光燒蝕等離子體產(chǎn)生裝置，使得從真空容器內(nèi)的靶產(chǎn)生激光燒蝕等離子體；離子束引出部，將所述激光燒蝕等離子體中包含的離子從所述真空容器內(nèi)引出而生成離子束；以及離子檢測器，檢測所述真空容器內(nèi)的所述離子中的、與構(gòu)成所述靶的元素被離子化后的目標離子不同的非目標離子，作為檢測結(jié)果輸出檢測信號，該檢測信號表示所述非目標離子的數(shù)量，或者表示作為所述非目標離子相對于所述目標離子的混合比的值。

本發(fā)明所涉及的重粒子線照射裝置具備：離子源；和離子束加速裝置，使來自所述離子源的離子束加速來作為用于對照射對象的部位進行照射的重粒子線輸出，其特征在于，所述離子源具備：激光燒蝕等離子體產(chǎn)生裝置，根據(jù)運轉(zhuǎn)指示信號，使得從真空容器內(nèi)的靶產(chǎn)生激光燒蝕等離子體，根據(jù)停止指示信號，使所述激光燒蝕等離子體的產(chǎn)生停止；離子束引出部，將所述激光燒蝕等離子體中包含的離子從所述真空容器內(nèi)引出而生成所述離子束；離子檢測器，檢測所述真空容器內(nèi)的所述離子中的、與構(gòu)成所述靶的元素被離子化后的目標離子不同的非目標離子，作為檢測結(jié)果而輸出檢測信號，該檢測信號表示所述非目標離子的數(shù)量，或者表示作為所述非目標離子相對于所述目標離子的混合比的值；以及運轉(zhuǎn)控制用信號處理電路，向所述激光燒蝕等離子體產(chǎn)生裝置輸出所述運轉(zhuǎn)指示信號，在從所述離子檢測器輸出的所述檢測信號的值超過了閾值的情況下，向所述激光燒蝕等離子體產(chǎn)生裝置輸出所述停止指示信號。

本發(fā)明所涉及的重粒子線照射裝置具備：離子源；和離子束加速裝置，使來自所述離子源的離子束加速來作為用于對照射對象的部位進行照射的重粒子線輸出，其特征在于，所述離子源具備：激光燒蝕等離子體產(chǎn)生裝置，使得從真空容器內(nèi)的靶產(chǎn)生激光燒蝕等離子體；離子束引出部，將所述激光燒蝕等離子體中包含的離子從所述真空容器內(nèi)引出而生成所述離子束；離子檢測器，檢測所述真空容器內(nèi)的所述離子中的、與構(gòu)成所述靶的元素被離子化后的目標離子不同的非目標離子，作為檢測結(jié)果而輸出檢測信號，該檢測信號表示所述非目標離子的數(shù)量，或者表示作為所述非目標離子相對于所述目標離子的混合比的值，所述重粒子線照射裝置還具備：輸出停止用插板閥，根據(jù)開指示信號，輸出所述離子束，根據(jù)閉指示信號，停止所述離子束的輸出；以及輸出停止用信號處理電路，向所述輸出停止用插板閥輸出所述開指示信號，在從所述離子檢測器輸出的所述檢測信號的值超過了閾值的情況下，向所述輸出停止用插板閥輸出所述閉指示信號。