腫瘍診断・治療学

放射線療法

従来より1/100程度と劇的に小さい放射線療法の装置開発


花元克巳先生

岡山大学 医学部 保健学科 放射線技術科学専攻

出会いの一冊

名探偵コナン

青山剛昌(少年サンデーコミックス)

研究に対する姿勢として、この本を取り上げました。いまさら紹介するまでもない国民的人気漫画で、謎を解くためには広範な知識が役に立つという好例です。研究においても謎を解く必要が出てきますが、専門外の知識が役立つことがよくあります。

おススメはアニメ版の「コンビニの落とし穴」という話です。コナン(新一)の「不可能なものを除外していって、残ったものが、たとえどんなに信じられなくても、それが真相なんだ」という言葉が出てきますが、この論理的思考は研究においても通ずるところがあります。

こんな研究で世界を変えよう!

従来より1/100程度と劇的に小さい放射線療法の装置開発

理想的ながんの放射線療法

近年、がんの治療方法として、ホウ素中性子補足療法(BNCT)が注目されています。この方法は、条件さえ整えば、がん細胞のみを選択的に死滅させ、正常細胞にほとんど影響を与えない、理想的ながんの放射線療法です。

しかし、この方法では中性子を発生させるために、高電圧(1~30 MV)を発生できる大型の加速器が必要となります。加速器の設置面積は中学校や高校の教室一部屋分の広さが必要となります。

低電圧で中性子を発生できる

私は焦電性結晶という特殊な結晶を使用した小型放射線源の開発を行ってきました。1立方センチメートル程度の焦電性結晶を真空中(1~1/1000 Pa;1気圧=101,300 Pa)で加熱・冷却すると、10万ボルト(0.1 MV)程度の電圧を発生させることができます。この電圧を利用して電子を加速させると電子ビームが得られ、この電子ビームを金属に衝突させるとX線が発生します。

また、イオンを加速させるとイオンビームの発生が可能で、重水素イオンビームを重水素ターゲットに衝突させることで核融合反応を起こし、中性子を発生させることもできます。

この方法では、従来の方法に比べ1/10~1/100程度の低電圧で中性子を発生することが可能で、これをBNCTに適用できないかと思い、中性子の発生実験を始めました。

焦電性結晶を用いた装置は、学習机程度の広さがあれば設置でき、従来の装置と比較して装置の大きさが1/100程度と劇的に小さくできるため、将来、BNCTの普及に貢献できればと思って研究を進めています。

焦電性結晶を銅電極に接着したもので、装置の心臓部です。加熱・冷却すると厚さ5 mmの表面と裏面の間に約7万ボルトの電圧が生じます。
焦電性結晶を銅電極に接着したもので、装置の心臓部です。加熱・冷却すると厚さ5 mmの表面と裏面の間に約7万ボルトの電圧が生じます。
テーマや研究分野に出会ったきっかけ

大学院では小型加速器の開発研究に従事していました。従来よりは小型の加速器でしたが、直径1メートル、高さ2メートル程度と、かなり大きなものでした。そのころからもっと小さな加速器はできないだろうかと思っていました。

就職してしばらくして、指先ほどの焦電性結晶によるX線発生装置が販売されていることを知り、これを利用すれば小さな加速器ができるかもしれないと思って、焦電性結晶による放射線源の開発研究を始めました。

装置を組み立てている様子です。中央にある焦電性結晶の下に加熱用のヒーターがあります。
装置を組み立てている様子です。中央にある焦電性結晶の下に加熱用のヒーターがあります。
先生の研究報告(論文など)を見てみよう

「低エネルギー加速によるBNCT用中性子源の開発」

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組み立てた装置を真空槽に設置した状態です。右側が真空槽で,、中央に真空計、左側に真空ポンプがあります。真空槽の上方に中性子の検出器を設置しています。
組み立てた装置を真空槽に設置した状態です。右側が真空槽で,、中央に真空計、左側に真空ポンプがあります。真空槽の上方に中性子の検出器を設置しています。
学生たちはどんなところに就職?

◆主な業種

(1) 病院・医療

◆主な職種

(1) その他医療系専門職(診療放射線技師)

◆学んだことはどう生きる?

先生の学部・学科は?

先生の研究に挑戦しよう!

中高生におすすめ

鏡の中の物理学

朝永振一郎(講談社学術文庫)

物理学の法則や量子力学の考え方について平易な文章で書かれており、高校生でも興味深く読めると思います。


ご冗談でしょう、ファインマンさん (上)、(下)

R.P.ファインマン 訳:大貫昌子(岩波現代文庫)

1965年、朝永振一郎、シュウィンガーとともにノーベル物理学賞を受賞したファインマンの面白いエピソードが綴られています。ファインマンの物理学に対する真摯な態度に共感できます。

一問一答
Q1.大学時代のアルバイトでユニークだったものは?

内装のアルバイトを3年間ほどやっていました。壁紙やカーペットを張ったり、大工仕事をしたり、いろいろな工事をしていたので、家の内装工事はほとんどできます。その技術と知識は研究にも役立っています。

Q2.研究以外で、今一番楽しいこと、興味を持ってしていることは?

ピアノを弾くこと。子供がピアノを習っているので買いました。しかし、子供はほとんど練習せず、いつの間にか私がメインで練習するようになって何曲か弾けるようになりました。弾けるようになると楽しいです。

Q3.好きな言葉は?

ゆっくり急げ。時間がなくて急いで行わなければならいことでも、あせらず着実に実行することが近道です。


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