[发明专利]离子源、重粒子线照射装置及方法、离子源的驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过激光的照射而生成离子束的离子源、重粒子线照射装置、离子源的驱动方法及重粒子线照射方法。

背景技术

作为通过激光的照射而生成离子束的装置，已知有离子源。离子源使离子高能量化而作为离子束向外部装置输出。作为外部装置，示例了被利用于癌症治疗的重粒子线照射装置。重粒子线照射装置是使离子束加速来作为重粒子线对照射对象的部位进行照射的装置。离子中使用了例如碳离子，特别是在癌症治疗中使用6价碳离子。

作为离子源，能够列举出使用微波放电等离子体的方式和使用激光的方式（例如参照参照专利文献1、2）。

使用了激光的离子源将激光向真空容器内的靶的表面照射，通过激光的能量使靶的元素、蒸发/离子化而生成等离子体（激光烧蚀等离子体）。然后，将激光烧蚀等离子体中包含的离子从真空容器内引出，在引出时使离子加速来生成离子束。

使用了激光的离子源通过调整激光的能量及密度，能够产生如6价碳离子那样的多价离子。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：专利第3713524号公报

专利文献2：特开2009－37764号公报

在使用了激光的离子源中，出于接下来的原因，有时与作为目标离子的6价碳离子不同的非目标离子混合在真空容器内。

例如在靶附着有水分或脏污物的情况下，1价的氢分子离子（H₂^＋）、8价的氧离子等污染物质的离子有可能作为非目标离子混合在真空容器内。

此外，在真空容器内存在残留气体的情况下，残留气体成分的离子有可能作为非目标离子混合在真空容器内。

在这样的非目标离子混合在真空容器内的情况下，除了目标离子之外非目标离子也被从真空容器内引出而被作为离子束输出。

本发明所要解决的课题在于得到能够始终监视真空容器内的离子中的与目标离子不同的非目标离子的离子源、重粒子线照射装置、离子源的驱动方法及重粒子线照射方法。

发明内容

本发明所涉及的离子源，其特征在于，具备：激光烧蚀等离子体产生装置，使得从真空容器内的靶产生激光烧蚀等离子体；离子束引出部，将所述激光烧蚀等离子体中包含的离子从所述真空容器内引出而生成离子束；以及离子检测器，检测所述真空容器内的所述离子中的、与构成所述靶的元素被离子化后的目标离子不同的非目标离子，作为检测结果输出检测信号，该检测信号表示所述非目标离子的数量，或者表示作为所述非目标离子相对于所述目标离子的混合比的值。

本发明所涉及的重粒子线照射装置具备：离子源；和离子束加速装置，使来自所述离子源的离子束加速来作为用于对照射对象的部位进行照射的重粒子线输出，其特征在于，所述离子源具备：激光烧蚀等离子体产生装置，根据运转指示信号，使得从真空容器内的靶产生激光烧蚀等离子体，根据停止指示信号，使所述激光烧蚀等离子体的产生停止；离子束引出部，将所述激光烧蚀等离子体中包含的离子从所述真空容器内引出而生成所述离子束；离子检测器，检测所述真空容器内的所述离子中的、与构成所述靶的元素被离子化后的目标离子不同的非目标离子，作为检测结果而输出检测信号，该检测信号表示所述非目标离子的数量，或者表示作为所述非目标离子相对于所述目标离子的混合比的值；以及运转控制用信号处理电路，向所述激光烧蚀等离子体产生装置输出所述运转指示信号，在从所述离子检测器输出的所述检测信号的值超过了阈值的情况下，向所述激光烧蚀等离子体产生装置输出所述停止指示信号。

本发明所涉及的重粒子线照射装置具备：离子源；和离子束加速装置，使来自所述离子源的离子束加速来作为用于对照射对象的部位进行照射的重粒子线输出，其特征在于，所述离子源具备：激光烧蚀等离子体产生装置，使得从真空容器内的靶产生激光烧蚀等离子体；离子束引出部，将所述激光烧蚀等离子体中包含的离子从所述真空容器内引出而生成所述离子束；离子检测器，检测所述真空容器内的所述离子中的、与构成所述靶的元素被离子化后的目标离子不同的非目标离子，作为检测结果而输出检测信号，该检测信号表示所述非目标离子的数量，或者表示作为所述非目标离子相对于所述目标离子的混合比的值，所述重粒子线照射装置还具备：输出停止用插板阀，根据开指示信号，输出所述离子束，根据闭指示信号，停止所述离子束的输出；以及输出停止用信号处理电路，向所述输出停止用插板阀输出所述开指示信号，在从所述离子检测器输出的所述检测信号的值超过了阈值的情况下，向所述输出停止用插板阀输出所述闭指示信号。