在纳米秒激光照射下使用TiH2进行适合FLASH治疗的单脉冲质子生成
Shotaro Matsui1, Takeshi Kanesue2, Shunsuke Ikeda2
1Research Center for Nuclear Physics, The University of Osaka, Suita, Osaka 567-0047, Japan.
The Review of scientific instruments
|January 6, 2026
概括
使用激光器的化目标的质子发射显示了超过1000次射击的一致产量,支持它们在超高剂量率FLASH治疗研究中的使用.
科学领域:
- 等离子体物理学的物理学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 化 (TiH2) 是一种材料,在激光驱动的离子源中具有潜在的应用.
- 了解质子发射特征对于开发先进的辐射疗法至关重要.
研究的目的:
- 为了研究由Nd:YAG激光照射的TiH2目标的质子辐射.
- 评估基于TiH2的TiH2源在FLASH疗法等超高剂量应用中的潜力.
主要方法:
- 在真空中照射TiH2目标,使用6ns,1064nmNd:YAG激光.
- 使用法拉第杯和静电离子分析仪测量飞行时间,以检测质子发射.
- 系统扫描激光脉冲能量和重复拍摄 (多达1000次).
主要成果:
- 在高脉冲能量下观察到明显的质子峰值,每次射击的产量约为10^9个质子.
- 整合质子数在1000次射击中保持不变,尽管峰值振幅下降.
- 等离子体膨胀特征表明表面剥离和大量补充.
结论:
- 基于TiH2的激光离子源显示了持续的质子输出,适用于高重复率的应用.
- 观察到的特征支持TiH2作为FLASH治疗研究和注射器开发的实际候选者.
- 直接注射等离子体缩放表明高峰电流和短脉冲持续时间,满足超高剂量率标准.
