イオンビーム利用環境整備およびイオンによる物質励起とその効果

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09640489
• Research Institution: HIMEJI INSTITUTE OF TECHNOLOGY
• Principal Investigator: 細野 和彦 姫路工業大学, 工学部, 教授 (20028236)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 関岡 嗣久 姫路工業大学, 工学部, 講師 (40118013) ; 青木 一彦 姫路工業大学, 工学部, 講師 (60047628) ; 三田村 徹 姫路工業大学, 工学部, 講師 (90047605) ; 寺沢 倫孝 姫路工業大学, 工学部, 教授 (20197792)
• Keywords: 静電加速器 / 低エネルギービーム輸送 / 軽イオン / 金属イオン / 荷電変換 / 照射損傷 / イオン注入

Research Abstract

本研究は姫路工業大学が所有している2台の静電加速器(最高電圧200kV)から1.低エネルギー軽イオン及び重イオンビームを標的位置まで輸送するシステムの改善、および2.金属イオンの加速とそのエネルギーの増強を行うことを目的とした。まず、ビーム輸送系の改善はビームの特性を向上させ、ビームの大きさ、広がり等を自由に制御でき、しかも安定なビーム輸送システム環境を整備するため、改良を加えた。この改良により最適条件を見い出し、多くの利用者によって照射実験、イオン注入が行われ、照射損傷実験研究に成果が出ている。また二台の加速器から二種類のイオンを別々に加速して、一つの試料に同時照射する機能をもたすため、一台の加速装置を金属イオンを加速できるように改良した。これにより軽イオンおよび重イオンを同時照射が可能なようなシステムにすることが可能となった。
これまでに行ってきた主な点は、ビームの収束性を良くするために、(1)四重極レンズの高圧安定化電源、ビームの分析や安定性を向上させるための分析及び偏向電磁石の電流電源等を購入し、それらの性能、作動の試験を行って後、(2)これらの電源を計算通りに配置した各機器に接続し、低エネルギー軽イオンビームによるビーム輸送、ビーム性能の試験等である。ビーム形状、ビームのひろがり等の結果は満足できる。また一方で、一台の加速装置をタンデム加速方式にして、金属源からNi-負イオンを引き出し、途中でこのイオンをNi+正イオンに荷電変換して、標的までビームを輸送する。金属原子をイオン化・加速できる手段を手にすることが可能となった。問題の一つとして、アルゴンカスによる変換効率をどの程度上げることができるかである。今後この変換効率向上に努めれば、この加速装置の応用範囲を大きく拡大されると期待できる。

Research Products

• [Publications] F.Kano: "Effect of weld thermal cycle on helium buble formation in stainless steel" Journal of Nuclear Materials. 258-263. 2013-2017 (1998)
• [Publications] H.Tsubakino: "Formation of Fe_<16>N_2 in iron sheet by an ion implantation method" Materials Chemistry and Physics. 54. 301-304 (1998)
• [Publications] S.Fukumoto: "Morphology of AIN formed in aluminum by ion implantation" Materials Chemistry and Physics. 54. 351-355 (1998)