大阪大學雷射科學研究所村上匡且教授領導的研究團隊，發現了通過雷射加速法生成世界最強級別、能量超過1G電子伏特（1G=10億）質子束的原理。通過向特殊結構靶材照射雷射，可將質子束加速至既往方法數倍的能量水平。這一成果將有助於癌症治療設備的小型化。相關成果已發表在英國科學期刊《Scientific Reports》上。
新開發的雷射質子束生成法示意圖
質子束通過加速器或雷射加速質子生成，在癌症治療等領域具有重要用途，因此對更高能量的質子束需求迫切。目前，能量超過1G電子伏特的質子束需藉助大型加速器設備生成，而使用小型設備的雷射方法此前一直未能實現這一目標。
既往方法主要採用薄膜型雷射靶材，通過強雷射來加速質子。此次研究團隊採用管狀靶材，並在其出口附近設計了可產生強電場的結構，使質子不僅受雷射作用，還能受到電場加速。
利用大阪大學超級計算機「SQUID」進行的模擬實驗顯示，利用此次開發的方法生成的質子束能量較既往方法提升3～4倍。
在6月11日召開的線上記者會上，大阪大學村上教授表示：「該技術可廣泛應用於質子束癌症治療設備、雷射核融合點火裝置、宇宙輻射防護材料測試等諸多領域。」
原文：《日本經濟新聞》、2025/6/25
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Scientific Reports
論文：Generation of giga-electron-volt proton beams by micronozzle acceleration
URL：https://www.nature.com/articles/s41598-025-03385-x
