KR20160101659A - Method for generating x-ray using a laser - Google Patents

Method for generating x-ray using a laser Download PDF

Info

Publication number
KR20160101659A
KR20160101659A KR1020160005574A KR20160005574A KR20160101659A KR 20160101659 A KR20160101659 A KR 20160101659A KR 1020160005574 A KR1020160005574 A KR 1020160005574A KR 20160005574 A KR20160005574 A KR 20160005574A KR 20160101659 A KR20160101659 A KR 20160101659A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
proton
laser
chamber
electrons
protons
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020160005574A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정문연
김진선
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Publication of KR20160101659A publication Critical patent/KR20160101659A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/0007—Applications not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001—Production of X-ray radiation generated from plasma

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)

Abstract

레이저를 이용한 X선 발생 방법은 챔버 내에 양성자들을 제공하는 것, 양성자들에 레이저를 조사하여, 양성자들을 밀집시키는 것, 및 밀집된 양성자들을 향해 전자 빔을 방출하는 것을 포함하되, 레이저는 수 펨토초(fs) 내지 수백 피코초(ps) 펄스(pulse) 레이저이다.Laser-assisted x-ray generation methods include providing proton in the chamber, irradiating the proton with a laser, densifying the proton, and emitting the electron beam toward the dense proton, wherein the laser has several femtoseconds ) To several hundred picosecond (ps) pulse lasers.

Description

레이저를 이용한 X선 발생 방법{METHOD FOR GENERATING X-RAY USING A LASER}METHOD FOR GENERATING X-RAY USING A LASER BACKGROUND OF THE INVENTION [0001]

본 발명은 X선 발생 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 고에너지 X선 발생 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an X-ray generating method, and more particularly, to a high energy X-ray generating method.

X선(X-RAY)은 의료 분야에서 사용된다. 특히, 고에너지 X선은 암 치료 분야에서 유용하게 사용된다. 예를 들어, 고에너지 X선은 인체 내부로 침투하여, 종양을 효과적으로 제거할 수 있다. 이때, X선의 에너지가 클수록 치료 효과도 커질 수 있다. X-RAY is used in the medical field. In particular, high energy X-rays are useful in the field of cancer therapy. For example, high energy X-rays can penetrate into the human body and effectively remove the tumor. At this time, the larger the X-ray energy, the greater the therapeutic effect.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고에너지를 가지는 X선을 제공하는 것에 있다. A problem to be solved by the present invention is to provide X-rays having high energy.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 개시에 한정되지 않는다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the above disclosure.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 X선 발생 방법은 챔버 내에 양성자들을 제공하는 것; 상기 양성자들에 레이저를 조사하여, 상기 양성자들을 밀집시키는 것; 및 상기 밀집된 양성자들을 향해 전자 빔을 방출하는 것을 포함하되, 상기 레이저는 수 펨토초(fs) 내지 수백 피코초(ps) 펄스(pulse) 레이저일 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided an X-ray generating method comprising: providing a proton in a chamber; Irradiating the proton with a laser to densify the proton; And emitting the electron beam toward the dense protons, wherein the laser may be from a few femtoseconds (fs) to hundreds of picoseconds (ps) pulses.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 높은 농도로 밀집된 양성자 구름이 제공될 수 있다. 전자를 양성자 구름을 향해 방사하면, 전자는 양성자 구름에 의해 가속될 수 있다. 전자의 가속도는 매우 크므로, 고에너지를 가지는 X선이 제공될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, a dense proton cloud at a high concentration can be provided. When electrons are emitted toward a proton cloud, electrons can be accelerated by a proton cloud. Since the acceleration of electrons is very large, X-rays having high energy can be provided.

다만, 본 발명의 효과는 상기 개시에 한정되지 않는다.However, the effect of the present invention is not limited to the above disclosure.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 방사 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 방사 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 X선의 발생 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 양성자 구름의 발생 방법을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a block diagram of an X-ray emitting apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of an X-ray emitting apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of generating X-rays according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a method of generating protons according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 기술적 사상의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명 기술적 사상은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들의 설명을 통해 본 발명의 기술적 사상의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. In order to fully understand the structure and effect of the technical idea of the present invention, preferred embodiments of the technical idea of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be implemented in various forms and various modifications may be made. It is to be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 기술적 사상의 이상적인 예시도인 블록도, 단면도, 및/또는 순서도를 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 다양한 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다. The same reference numerals denote the same elements throughout the specification. The embodiments described herein will be described with reference to block diagrams, sectional views, and / or flowcharts, which are ideal illustrations of the technical spirit of the present invention. In the drawings, the thickness of the regions is exaggerated for an effective description of the technical content. Thus, the regions illustrated in the figures have schematic attributes, and the shapes of the regions illustrated in the figures are intended to illustrate specific types of regions of the elements and are not intended to limit the scope of the invention. Although various terms have been used in the various embodiments of the present disclosure to describe various elements, these elements should not be limited by these terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. The embodiments described and exemplified herein also include their complementary embodiments.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 바람직한 실시예들을 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 방사 장치의 블록도이다. 1 is a block diagram of an X-ray emitting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 챔버(100), 양성자 발생 장치(200), 레이저 발생 장치(300), 및 전자 발생 장치(400)가 제공될 수 있다. 챔버(100)는 X선이 생성되는 영역을 포함할 수 있다. 양성자 발생 장치(200)는 챔버(100) 내에 양성자들을 제공할 수 있다. 양성자들은 챔버(100) 내에 밀집될 수 있다. 레이저 발생 장치(300)는 챔버(100) 내에 레이저를 조사할 수 있다. 레이저는 챔버 내에 양성자들을 밀집시킬 수 있다. 전자 발생 장치(400)는 챔버(100) 내에 전자들을 제공할 수 있다. 전자들은 전자 발생 장치(400)로부터 밀집된 양성자들을 향해 방출될 수 있다. Referring to FIG. 1, a chamber 100, a proton generating device 200, a laser generating device 300, and an electron generating device 400 may be provided. The chamber 100 may include an area where X-rays are generated. The proton generating device 200 may provide proton in the chamber 100. The protons may be concentrated in the chamber 100. The laser generator 300 can irradiate the laser within the chamber 100. [ The laser can confine protons in the chamber. The electron generating device 400 may provide electrons in the chamber 100. Electrons can be emitted from the electron generating device 400 toward the dense proton.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 방사 장치의 단면도이다. 설명의 간결함을 위하여, X선 방사 장치의 측벽은 선으로 표현된다. 즉, X선 방사 장치의 측벽의 두께는 도시되지 않는다. 2 is a cross-sectional view of an X-ray emitting apparatus according to an embodiment of the present invention. For the sake of brevity, the side walls of the X-ray emitting device are represented by lines. That is, the thickness of the side wall of the X-ray radiator is not shown.

도 2를 참조하면, 챔버(100)가 제공될 수 있다. 일 예에서, 챔버(100)는 진공일 수 있다. 챔버(100)는 전자들(410)이 가속되어, X선(500)이 생성되는 영역을 제공할 수 있다. 챔버(100)는 X선(500)을 챔버(100)의 외부로 방출하는 방사부(110)를 포함할 수 있다.Referring to Figure 2, a chamber 100 may be provided. In one example, the chamber 100 may be a vacuum. The chamber 100 may accelerate the electrons 410 to provide an area where the X-ray 500 is generated. The chamber 100 may include a radiation part 110 that radiates the X-ray 500 to the outside of the chamber 100.

챔버(100) 내에 양성자들(210)을 제공하는 양성자 발생 장치(200)가 제공될 수 있다. 일 예에서, 양성자 발생 장치(200)는 챔버(100)의 외벽의 일부에 연결될 수 있다. 예를 들어, 양성자 발생 장치(200)는 챔버(100)의 외벽으로부터 챔버(100)의 외부를 향해 돌출될 수 있다. 일 예에서, 양성자 발생 장치(200)는 ECR(Electron Cyclotron Resonance) 플라즈마 장치일 수 있다. 예를 들어, ECR 플라즈마 장치는 마이크로 웨이브가 방사되는 챔버 내에 수소 가스(H2)를 제공하여 양성자를 생성할 수 있다. 일 예에서, 양성자 발생 장치(200)는 레이저를 이용한 양성자 발생 장치일 수 있다. 예를 들어, 레이저를 이용한 양성자 발생 장치는 타겟에 레이저를 조사하여 양성자를 생성할 수 있다. 이때, 상기 타겟은 박막 타겟 또는 수소 가스 타겟일 수 있다. Proton generating device 200 may be provided to provide proton (s) 210 in chamber (100). In one example, the proton generator 200 may be connected to a portion of the outer wall of the chamber 100. For example, the proton generating device 200 may protrude from the outer wall of the chamber 100 toward the outside of the chamber 100. In one example, the proton generator 200 may be an Electron Cyclotron Resonance (ECR) plasma device. For example, an ECR plasma device can generate hydrogen (H 2 ) in a chamber in which a microwave is emitted to produce a proton. In one example, the proton generator 200 may be a laser-based proton generator. For example, a laser-based proton generator can generate a proton by irradiating the target with a laser. At this time, the target may be a thin film target or a hydrogen gas target.

챔버(100) 내에 레이저 빔(310)를 조사하는 레이저 발생 장치(300)가 제공될 수 있다. 구체적으로, 레이저 빔(310)은 양성자들(210)을 향해 조사될 수 있다. 일 예에서, 레이저 발생 장치(300)는 챔버(100)의 외벽의 다른 일부에 연결될 수 있다. 예를 들어, 레이저 발생 장치(300)는 챔버(100)의 외벽으로부터 챔버(100)의 외부를 향해 돌출될 수 있다. 일 예에서, 레이저 발생 장치(300)는 챔버(100) 내에 펄스(pulse)형 레이저를 조사할 수 있다. 예를 들어, 레이저 발생 장치(300)는 챔버(100) 내에 수 펨토초(fs) 내지 수백 피코초(ps) 동안 발진되는 레이저 펄스를 조사할 수 있다. 일 예에서, 레이저 빔(310)은 레이저 파동의 진폭이 가우스 함수를 따르는 가우스 빔(Gaussian Beam) 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 레이저 빔(310)은 바깥부분에서 중심부분으로 갈수록 세기가 셀 수 있다. 레이저 빔(310)은 챔버(100) 내에 초점(미도시)을 가질 수 있다. 이때, 레이저 빔(310)의 초점 주위로 양성자들(210)이 밀집될 수 있다. 밀집된 양성자들(210)은 양성자 구름(220)으로 정의될 수 있다. 즉, 양성자 구름(220)은 양성자들(210)이 밀집된 상태일 수 있다.A laser generator 300 for irradiating the laser beam 310 within the chamber 100 may be provided. Specifically, the laser beam 310 may be irradiated toward the proton (s) 210. In one example, the laser generating device 300 may be connected to another part of the outer wall of the chamber 100. For example, the laser generating apparatus 300 may protrude from the outer wall of the chamber 100 toward the outside of the chamber 100. In one example, the laser generating device 300 may irradiate a pulsed laser into the chamber 100. For example, the laser generating apparatus 300 may irradiate laser pulses in the chamber 100 that are oscillated for several femtoseconds (fs) to hundreds of picoseconds (ps). In one example, the laser beam 310 may have a Gaussian beam shape in which the amplitude of the laser wave follows a Gaussian function. Accordingly, the intensity of the laser beam 310 can be counted from the outer portion to the central portion. The laser beam 310 may have a focus (not shown) in the chamber 100. At this time, the proton (s) 210 may be concentrated around the focal point of the laser beam 310. Dense protons 210 may be defined as proton clouds 220. That is, the proton cloud 220 may be a densified state of the protons 210.

챔버(100) 내에 전자들(410)을 방출하는 전자 발생 장치(400)가 제공될 수 있다. 구체적으로, 전자들(410)은 양성자 구름(220)을 향해 방출될 수 있다. 일 예에서, 전자 발생 장치(400)는 챔버(100)의 외벽의 또 다른 일부에 연결될 수 있다. 예를 들어, 전자 발생 장치(400)는 챔버(100)의 외벽으로부터 챔버(100)의 외부를 향해 돌출될 수 있다. 일 예에서, 전자 발생 장치(400)는 양성자 구름(220)을 향해 전자들(410)을 방출할 수 있다. 전자들(410)은 양성자 구름(220)과 전자들(410) 사이의 인력에 의해 가속될 수 있다. 전자들(410)은 양성자 구름(220)에 도달하여, 양성자 구름(220)과 전자들(410) 사이의 인력에 의해 양성자 구름(220)을 중심으로 회전할 수 있다. 일반적으로, 전자의 가속 운동 시, 전자로부터 전자기파가 방사될 수 있다. 본 발명의 전자들(410)은 양성자 구름(220)을 중심으로 회전을 하며 가속 운동을 할 수 있다. 이에 따라, 전자들(410)은 전자기파를 방사할 수 있다. 이때, 전자들(410)로부터 방사되는 전자기파는 X선(X-ray)(500)일 수 있다. X선(500)은 방사부(110)를 통해 챔버(100) 밖으로 방출될 수 있다. 전자들(410)은 양성자 구름(220) 주위를 돌아, 전자 발생 장치(400)를 향해 되돌아 올 수 있다. An electron generating device 400 that emits electrons 410 in the chamber 100 may be provided. In particular, electrons 410 may be emitted toward the proton cloud 220. In one example, the electron generating device 400 may be connected to another portion of the outer wall of the chamber 100. For example, the electron generator 400 may protrude from the outer wall of the chamber 100 toward the outside of the chamber 100. In one example, the electron generating device 400 may emit electrons 410 toward the proton cloud 220. The electrons 410 can be accelerated by attraction between the protons cloud 220 and the electrons 410. The electrons 410 reach the proton cloud 220 and can rotate about the proton cloud 220 by attraction between the proton cloud 220 and the electrons 410. Generally, electromagnetic waves can be emitted from electrons during acceleration of electrons. The electrons 410 of the present invention rotate about the proton cloud 220 and can accelerate. Accordingly, the electrons 410 can emit electromagnetic waves. At this time, the electromagnetic wave radiated from the electrons 410 may be an X-ray 500. The X-ray 500 may be emitted out of the chamber 100 through the radiation part 110. Electrons 410 may be turned around the proton cloud 220 and back toward the electron generator 400.

본 발명의 개념에 따르면, 레이저 빔(310)에 의해 형성된 양성자 구름(220)을 이용한 X선(500) 방사 장치가 제공될 수 있다. 일 예에서, 양성자 구름(220) 내의 양성자들(210)은 고밀도로 밀집될 수 있다. 예를 들어, 양성자 구름(220) 내의 서로 바로 인접한 양성자들(210) 사이의 거리는 고체 내의 원자들 사이의 거리보다 더 좁을 수 있다. 이때, 양성자 구름(220)의 크기는 수 마이크로미터(μm)일 수 있다. 이에 따라, 양성자 구름(220) 내의 양성자들(210)이 챔버(100) 내에 만드는 전기장의 크기는 고체 타겟과 레이저를 이용해서 만드는 전기장의 크기보다 클 수 있다. 예를 들어, 양성자 구름(220) 내의 양성자들(210)은 약 1017 V/m 이상의 크기를 가지는 전기장을 챔버(100) 내에 형성할 수 있다. According to the concept of the present invention, an X-ray irradiation apparatus 500 using a proton cloud 220 formed by a laser beam 310 can be provided. In one example, the protons 210 in the proton cloud 220 can be dense at high density. For example, the distance between protons 210 immediately adjacent to each other in the proton cloud 220 may be narrower than the distance between atoms in the solid. At this time, the size of the proton cloud 220 may be several micrometers ([mu] m). Accordingly, the size of the electric field created by the proton (s) 210 in the proton cloud 220 in the chamber 100 may be greater than the size of the electric field created using the solid target and the laser. For example, protons 210 in proton cloud 220 can form an electric field in chamber 100 that is greater than about 10 17 V / m.

이하에서, 순서도를 참조하여 고에너지를 갖는 X선의 발생 방법이 설명된다.Hereinafter, a method of generating X-rays having high energy will be described with reference to a flowchart.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 X선의 발생 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 양성자 구름의 발생 방법을 설명하기 위한 도면이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 내용과 실질적으로 동일한 것을 설명되지 않는다.3 is a flowchart illustrating a method of generating X-rays according to an embodiment of the present invention. 4 is a view for explaining a method of generating protons according to an embodiment of the present invention. For brevity of description, substantially the same as that described with reference to Figs. 1 and 2 is not described.

도 2 및 도 3을 참조하면, 챔버(100) 내에 양성자들(210)이 제공될 수 있다.(S110) 일 예에서, 양성자들(210)은 진공 챔버(100) 내에 제공될 수 있다. 예를 들어, 양성자들(210)은 ECR(Electron Cyclotron Resonance) 플라즈마 장치 또는 레이저를 이용한 양성자 발생 장치를 통해 챔버(100) 내에 제공될 수 있다. 구체적으로, ECR 플라즈마 장치는 수소 가스(H2)에 마이크로웨이브를 방사하여 양성자를 생성할 수 있고, 레이저를 이용한 양성자 발생 장치는 타겟(박막 타겟 또는 가스 타겟)에 레이저를 조사하여 양성자를 생성할 수 있다. 일 예에서, 양성자들(210)은 챔버(100) 내에 고루 분포할 수 있다. 2 and 3, protons 210 may be provided in the chamber 100 (S110). In one example, the protons 210 may be provided in the vacuum chamber 100. For example, the protons 210 may be provided in the chamber 100 through an electron cyclotron resonance (ECR) plasma device or a proton generator using a laser. Specifically, the ECR plasma apparatus can generate a proton by spinning a microwave to hydrogen gas (H 2 ), and a proton generator using a laser generates a proton by irradiating a laser beam to the target (thin film target or gas target) . In one example, protons 210 may be evenly distributed within the chamber 100.

챔버(100) 내에 레이저 빔(310)을 조사하여, 양성자들(210)을 밀집시킬 수 있다.(S120) 일 예에서, 레이저 빔(310)은 펄스(pulse)형으로 발진될 수 있다. 예를 들어, 레이저 빔(310)은 수 펨토초(fs) 내지 수백 피코초(ps) 동안 발진될 수 있다. 일 예에서, 레이저 빔(310)은 레이저 파동의 진폭이 가우스 함수를 따르는 가우스 빔(Gaussian Beam) 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 레이저 빔(310)의 폭은 레이저 빔(310)의 초점(미도시) 근처에서 좁아질 수 있다. 양성자들(210)은 레이저 빔(310)의 폭이 좁은 영역에서 밀집될 수 있다. 이하, 양성자들(210)의 밀집에 대해 자세히 설명된다.The laser beam 310 may be irradiated in the chamber 100 to densify the proton 210. S120 In one example, the laser beam 310 may be oscillated in a pulse-like fashion. For example, the laser beam 310 may oscillate for several femtoseconds (fs) to hundreds of picoseconds (ps). In one example, the laser beam 310 may have a Gaussian beam shape in which the amplitude of the laser wave follows a Gaussian function. Accordingly, the width of the laser beam 310 can be narrowed near the focal point (not shown) of the laser beam 310. The protons 210 may be concentrated in a narrow region of the laser beam 310. [ Hereinafter, the density of protons 210 will be described in detail.

도 4를 참조하면, 레이저 빔(310) 내에서 이동하는 양성자(210)가 제공될 수 있다. 양성자(210)에 레이저 빔(310)이 조사되어, 양성자(210)는 폰더로모티브 힘(ponderomotive force)(또는 로렌츠 힘(Lorentz force))을 받을 수 있다. 양성자(210)는 폰더로모티브 힘을 통해 레이저 빔(310)의 진행 방향으로 이동하며 회전하는 나선 운동(212)을 할 수 있다. 일 예에서, 복수의 양성자들(210)이 레이저 빔(310) 내에 제공되어, 레이저 빔(310) 내에서 나선 운동(212)을 할 수 있다. 이때, 양성자들(210)은 레이저 빔(310)의 폭이 좁은 영역에서 밀집될 수 있다. 레이저 빔(310)의 세기가 셀수록 양성자들(210)의 밀도는 높을 수 있다. 일 예에서, 서로 바로 인접한 양성자들(210) 사이의 거리는 고체 내의 원자 사이의 거리보다 좁을 수 있다. 밀집된 양성자들(210)은 양성자 구름(220)으로 정의될 수 있다. Referring to FIG. 4, a proton 210 moving within the laser beam 310 may be provided. The proton 210 is irradiated with a laser beam 310 so that the proton 210 can be subjected to a ponderomotive force (or Lorentz force) with the ponder. The proton 210 moves in the direction of movement of the laser beam 310 through the motive force to the fondant and can make a spiral motion 212 that rotates. In one example, a plurality of proton (s) 210 may be provided within the laser beam 310 to effect helical motion 212 within the laser beam 310. At this time, the proton (s) 210 can be concentrated in a narrow region of the laser beam 310. As the intensity of the laser beam 310 increases, the density of the protons 210 may be higher. In one example, the distance between protons 210 immediately adjacent to each other may be narrower than the distance between atoms in the solid. Dense protons 210 may be defined as proton clouds 220.

도 2 및 도 3을 다시 참조하면, 전자 빔을 양성자 구름(220)을 향해 조사하여, X선(500)이 발생될 수 있다.(S130) 전자 빔은 전자 발생 장치(400)에서 방출된 전자들(410)일 수 있다. 전자들(410)은 양성자 구름(220) 내에 포함된 양성자들(210)과 전자들(410) 사이의 인력에 의해 양성자 구름(220) 방향으로 가속될 수 있다. 전자들(410)이 양성자 구름(220)에 도달한 때, 상기 가속도의 크기는 가장 클 수 있다. 전자들(410)은 양성자 구름(220)을 중심으로 회전 운동을 할 수 있다. 전자들(410)들의 회전 운동(가속 운동) 시, 전자들(410)은 전자기파를 발생할 수 있다. 이때, 전자들(410)의 가속도의 크기가 클수록, 전자기파가 가지는 에너지의 크기가 클 수 있다. 레이저 빔(310)의 세기와 양성자들(210)의 밀도를 조절하여, 전자들(410)의 가속도가 조절될 수 있다. 예를 들어, 양성자들(210)의 밀도가 높으면, 전자들(410)의 가속도의 크기가 클 수 있다. 전자들(410)의 가속 운동을 통해, X선(500)이 전자들(410)로부터 발생될 수 있다. X선(500)은 방사부(110)를 통해 챔버(100)의 외부로 방사될 수 있다. X선(500)을 방출한 전자들(410)은 전자 발생 장치(400)를 향해 돌아올 수 있다. 2 and 3, an electron beam is irradiated toward the proton cloud 220, and an X-ray 500 can be generated. (S130) The electron beam is emitted from the electron- 410 < / RTI > The electrons 410 may be accelerated in the direction of the proton cloud 220 by attraction between the protons 210 and electrons 410 included in the proton cloud 220. When the electrons 410 reach the proton cloud 220, the magnitude of the acceleration may be greatest. The electrons 410 may rotate about the proton cloud 220. During the rotation (acceleration) of the electrons 410, the electrons 410 can generate electromagnetic waves. At this time, the greater the magnitude of the acceleration of the electrons 410, the greater the magnitude of the energy of the electromagnetic wave. By adjusting the intensity of the laser beam 310 and the density of the protons 210, the acceleration of the electrons 410 can be adjusted. For example, if the density of the protons 210 is high, the magnitude of the acceleration of the electrons 410 can be large. Through acceleration of the electrons 410, an X-ray 500 can be generated from the electrons 410. The X-ray 500 may be radiated to the outside of the chamber 100 through the radiation unit 110. The electrons 410 emitting the X-ray 500 may return toward the electron generating device 400. [

본 발명의 개념에 따르면, 전자들(410)의 가속 운동을 이용하여, X선(500)이 발생될 수 있다. 전자들(410)의 가속 정도는 양성자 구름(220) 내의 양성자들(210)의 밀집 정도에 따라 조절될 수 있다. 예를 들면, 양성자들(210)의 밀집도가 높을 수록, 전자들(410)의 가속도의 크기는 커질 수 있다. 일 예에서, 양성자들(210)은 고체의 원자들 사이의 거리보다 가깝게 밀집될 수 있다. 이에 따라, 전자들(410)이 큰 크기를 갖는 가속도를 가질 수 있고, 고에너지를 갖는 X선(500)이 발생될 수 있다. According to the concept of the present invention, an X-ray 500 can be generated using the acceleration movement of the electrons 410. [ The degree of acceleration of the electrons 410 may be adjusted according to the degree of concentration of the protons 210 in the proton cloud 220. For example, the greater the density of the protons 210, the larger the magnitude of the acceleration of the electrons 410. In one example, protons 210 may be closer to the distance between the atoms of a solid. Accordingly, the electrons 410 can have an acceleration having a large magnitude, and an X-ray 500 having high energy can be generated.

본 발명의 기술적 사상의 실시예들에 대한 이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상의 설명을 위한 예시를 제공한다. 따라서 본 발명의 기술적 사상은 이상의 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다. The above description of embodiments of the technical idea of the present invention provides an example for explaining the technical idea of the present invention. Therefore, the technical spirit of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but various modifications and changes may be made by those skilled in the art within the technical scope of the present invention, It is clear that this is possible.

Claims (1)

챔버 내에 양성자들을 제공하는 것;
상기 양성자들에 레이저를 조사하여, 상기 양성자들을 밀집시키는 것; 및
상기 밀집된 양성자들을 향해 전자 빔을 방출하는 것을 포함하되,
상기 레이저는 수 펨토초(fs) 내지 수백 피코초(ps) 펄스(pulse) 레이저인, 레이저를 이용한 X선 발생 방법.
Providing proton in the chamber;
Irradiating the proton with a laser to densify the proton; And
And emitting an electron beam toward the dense protons,
Wherein the laser is a few femtoseconds (fs) to hundreds of picoseconds (ps) pulses.
KR1020160005574A 2015-02-16 2016-01-15 Method for generating x-ray using a laser Withdrawn KR20160101659A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150023316 2015-02-16
KR20150023316 2015-02-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160101659A true KR20160101659A (en) 2016-08-25

Family

ID=56884783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160005574A Withdrawn KR20160101659A (en) 2015-02-16 2016-01-15 Method for generating x-ray using a laser

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160101659A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4339904B2 (en) Particle beam therapy system
US8039819B2 (en) Device and method for creating a spatial dose distribution in a medium volume
US20130178689A1 (en) Targets for generating ions and treatment apparatuses using the targets
JP5978125B2 (en) Particle beam therapy system
JP6200368B2 (en) Charged particle irradiation system and control method of charged particle beam irradiation system
US9024274B2 (en) Targets for generating ions and treatment apparatuses including the targets
JP4982535B2 (en) Particle beam therapy system
Sugimoto et al. Positron generation and acceleration in a self-organized photon collider enabled by an ultraintense laser pulse
KR102202265B1 (en) Apparatus for generating radiation
JP4822267B2 (en) Dual-band short-pulse high-intensity light source device
JP2011198748A (en) Charged particle beam radiation system and operation method for circular accelerator
JP6873465B2 (en) How to operate the electron beam irradiator and the electron beam irradiator
EP2320528B1 (en) Source of short pulses of high-energy photons and method of generating a short pulse of high-energy photons
US10056221B2 (en) Apparatus for generating charged particles
KR20160101659A (en) Method for generating x-ray using a laser
JP5483175B2 (en) Charged particle acceleration method, charged particle acceleration device, particle beam irradiation device, medical particle beam irradiation device
Bashinov et al. Towards attosecond-scale highly directed GeV gamma-ray sources with multipetawatt-class lasers
KR102285919B1 (en) Apparatus for generating charged particle
JP2004101219A (en) Radiation generator using laser
KR20160108133A (en) Method for generating proton beam using a laser
US8106366B2 (en) Ion beam control apparatus and method
US8796639B2 (en) Target for generating positive ions, method of fabricating the same, and treatment apparatus using the target
KR101923977B1 (en) Target for Generating Ion and Treatment Apparatus Using the Same
JP5781421B2 (en) Particle beam therapy system
KR102500672B1 (en) Apparatus for generating charged particle and target structure for generating charged particle

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20160115

PG1501 Laying open of application
PC1203 Withdrawal of no request for examination