イオン衝撃を用いた高繰り返し二次電子銃の開発とその応用

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10555088
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 堀田 栄喜 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (70114890)
• Keywords: ワイヤ・イオン・プラズマ / イオン衝撃 / 二次電子 / 電子ビーム / 気体処理

Research Abstract

環境保全の面から,火力発電所の排ガスなどをコロナ放電を用いた非平衡プラズマにより分解することが研究されており,高エネルギー(数100keV)のパルス電子ビーム照射による分解では,分解効率が格段に向上することが実験により確認されている。また,連続運転の熱陰極電子銃による数mAの電子ビームを用いたガス分解装置の研究も行われており,プラズマ分解法に比べて高い分解効率を得ている。
これに対し,本研究は,原理的には任意幅の帯状電子ビームを生成できる,ワイヤ・イオン・プラズマ源を用いた横出し型二次電子銃を開発し,大量のガス処理に応用しようとするもので,本方式は,高繰り返し運転が可能で,ビーム電流も高く,上述の2方式の中間形態を持っている。
気体処理室の電子ビーム入射窓の幅が25mm程度であるため,二次電子銃から気体処理室へ電子ビームを効率良く入射するために,電子ビーム軌道をシミュレーションにより求め,その結果から電子銃用陰極をイオン源に対して62度になるように設置した。また,作動排気用ポンプの能力とのかね合いから,ワイヤ・イオン・プラズマ源から引き出されるイオンビームの形状が幅300mm,厚さ2mmの帯状となるよう,引き出し窓の形状を変更した。電子銃の陰極電圧として80kV程度まで印加し,生成された電子ビームの分布,厚さ20μmのアルミニウム薄膜のビーム透過率等を測定した。測定されたビーム電流密度分布は一様で,ビーム軌道もシミュレーションによる計算どおりのものが得られた。
今後,電子ビームの加速電圧を120kVまで上げ,気体処理室に大気圧の窒素酸化物ガスを導入し,電子ビームによる気体処理実験を行う予定である。

Research Products

• [Publications] 石川雅規,神戸直樹,渡邊正人,沖野晃俊,堀田栄喜: "ワイヤ・イオン・プラズマ源を用いた横出し型二次電子銃の研究"平成11年電気学会基礎・材料・共通部門大会. 250 (1999)
• [Publications] 石川雅規,Priya Raj DHALISE,沖野晃俊,渡邊正人,堀田栄喜: "横出し型イオン衝撃二次電子銃の研究"平成12年電気学会全国大会. (予定. (2000)
• [Publications] P.R.Chalise,M.Ishikawa,M.Watanabe,A.Okino,K-C.Ko and E.Hotta: "Side-Extraction-Type Secondary-Emission Electron Gun Using Wire Ion Plasma Source"13th International Conf.on High-Power Particle Beams. (予定). (2000)