高密度プラズマによる高密度イオンビームの多価電離現象の研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04452309
• Research Institution: TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY
• Principal Investigator: 糟谷 紘一 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (30029516)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 正人 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (20251663) ; 堀岡 一彦 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (10126328)
• Keywords: イオンビーム・プラズマ相互作用 / 多価電離の衝突断面積 / 高密度イオンビーム発生 / 高密度プラズマ標的 / ガスパフ・ピンチ放電 / CR39粒子飛跡検出器 / モンテカルロ・シミュレーション / レーザー照射イオン源

Research Abstract

パルスパワー・ダイオードにより高密度リチウム・イオンビームを発生し、オリフィスやエネルギー分析器を通して空間・時間・エネルギー的に基準となるビーム成分のみを引出し、各種のピンチ・プラズマ或はレーザー光照射により別途生成する高密度プラズマ中に打ち込み、1価或は多価からより多価のイオンへの変換過程の衝突断面積などを実験的に求めると共に、既存の計算結果或は本研究で別途実施する計算結果と比較し、関連データベースの充実に寄与すべく、計画を進めた。
先ず始めに、全体システムの構成を検討し、各部装置を組み込むための真空槽や真空排気系統の組立と性能試験を行った。次に、以前より大型の現有パルスパワー装置と沿面放電を陽極プラズマ生成源とする軸対称形のビーム引出し型磁気絶縁ダイオードを用いて、より高密度・高輝度のプロトン(近々リチウム)・イオンビームを発生した。次に、発生直後のリング状ビームの一部を、磁場と電場を同時に用いるビーム切り出し装置に導き、所望の限定した(価数と)微小エネルギー領域の高純度ビームを切り出す用意をした。同時に、(例えば水素)ガスパフと大電流ピンチによる空間的に細長い形状の高密度プラズマを別途用意した。発生ビームとプラズマは、現有の計測装置を用いて、あらかじめその特性を十分に明らかにしておく。かくして得られるプラズマの一方の端からビームを入射し、水素プラズマと相互作用した後のビームを他方のプラズマ端より取り出し、ビーム分析装置に導く。分析装置内のCR39プラスチック上の粒子飛跡検出等の方法により、より多価の状態への遷移の断面積の測定が近々可能となる。いっぽう2あるいは3価から他の価数への断面積を測定するため、陽極レーザー照射装置の設置と動作テストも試みた。

Research Products

• [Publications] Koicih Kasuya: "Interaction between Pulsed Ion Beam and Gaseous Target" Bulletin of American Physical Society. 38. 2045-2045 (1993)
• [Publications] Kazuhiko Horioka: "Formation Process of Negative Ions in a Magnetically Insulated Diode" Proceedings of 9th International Conference on High-Power Particle Beams. 2. 806-811 (1993)
• [Publications] Koichi Kasuya: "Laser Plasma Productions and Laser Diagnostics for Pulsed Ion Sources" Proceedings of 9th International Conference on High-Power Particle Beams. 2. 829-834 (1993)
• [Publications] Koichi Kasuya: "Improved Flash-Board for Plasma Injection Diode" Proceedings of 9th International Conference on High-Power Particle Beams. 2. 835-840 (1993)
• [Publications] Koichi Kasuya: "Temperature-Controlled Pulsed Ion Diodes Applied to Beam-Target Interaction Experiments" Proceedings of the 9th Pulsed Power Confernece. (to be published). (1994)
• [Publications] Koichi Kasuya: "Laser Assisted Works for Pulsed Ion Sources-Plasma Productions,Diagnostics and Computation" Proceedings of 11th International Conference on Laser Interaction and Related Plasma Phenomena. (to be published). (1994)