高周波イオンガイド法による高速イオンのトラップ法の開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12440076
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 和田 道治 理化学研究所, 原子物理研究室, 先任研究員 (50240560)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中井 陽一 理化学研究所, 原子物理研究室, 研究員 (30260194) ; 小島 隆夫 理化学研究所, 原子物理研究室, 先任研究員 (90211896) ; 山崎 泰規 東京大学, 総合文化研究科, 教授 (30114903) ; 片山 一郎 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (30028237) ; 岡田 邦宏 上智大学, 理工学部, 助手 (90311993)
• Keywords: 高周波イオンガイド / イオンガイド / 不安定核ビーム / フラグメントセパレータ

Research Abstract

高エネルギー重イオンビームのビーム破砕核反応によって生成された高速不安定核イオンを、高効率で減速・冷却し、イオントラップに捕集するあたらしい機構(高周波イオンガイド法)の開発研究を行っている。本年度の成果は、1.オフラインでのガス中イオンの輸送試験に成功したこと、2.オンライン試験装置を製作し実験を開始したこと、である。
1.オフライン試験
高周波イオンガイド法は、ヘリウムガス中で熱化したイオンを高周波電場と直流電場によって高速にガスセル出口ノズルまで、壁に衝突して失われることなく輸送する方法である。オフラインの試験によって20Torrの圧力下で80%以上の輸送効率を得た。実用的な圧力である150Torrでの動作のためにはセル内の高周波電極の間隔を0.3mm程度に小さくする必要があり、それを実現するためにフレキシブルプリント基板による電極を設計・製作した。
2.オンライン試験
理化学研究所の加速器施設のビーム破砕核分離器(RIPS)に於いて試験を行うため、新しいビームコースを設置した。不安定核ビームの大きなエネルギー拡がりを効率よく減速させるためエネルギー分散を持つ焦点面に楔型の減速板を置き、低速単一エネルギービームが得られるようにした。C-13,70MeV/uのビームからLi-8を生成し、減速板によって中心エネルギー3MeV/u、幅5MeV/u(FWHM)を得た。来年度に、このLi-8ビームをガスセルに導入し、減速捕集の試験を行う予定である。

Research Products

• [Publications] T.Nakamura,M.Wada et al.: "Ion dynamics and oscillation frequencies in a linear combined trap"Journal of Applied Physics. 89,5(Printing). (2001)
• [Publications] K.Okada,M.Wada et al.: "A Cryogenic Ion Trap for the Minimization of Trapped Ion Loss"Japanese Journal of Applied Physics. (Printing). (2001)