2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K17543
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
山田 圭介 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線高度利用施設部, 研究員(定常) (10414567)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | イオン源 / 負イオン / フラーレン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
MeV級エネルギーのフラーレン(C60)イオンビームは高感度材料分析や新機能材料開発を可能にする新たなツールである。MeVエネルギーへの加速にはタンデム加速器が有用であるが、イオン源から引き出されるC60負イオン強度の低さが課題となっている。本研究では、従来用いられているセシウムスパッタ負イオン源に代わり、電子付着方式の新たな負イオン源を開発することで、高強度のC60負イオンを生成するイオン源技術の確立を目的としている。
平成29年度は、前年度製作した負イオン源の電子源を電子銃からフィラメントに変更し、電子の供給量を増加させることで、C60負イオン生成量の増加を図った。具体的には、イオン生成チェンバー内にタングステンフィラメントを設置し、フィラメント-チェンバー間に熱電子を引き出すためのバイアス電圧を印加した。本イオン源を質量分析電磁石を備えたテストベンチに搭載し、バイアス電圧を0-200Vの範囲で変化させたときのC60負イオン強度を測定した。その結果、バイアス電圧が20V以上でC60負イオン強度が急激に増加することを見出した。これは、フィラメントから放出される熱電子に加えて、中性のC60が電離する際に放出される電子がC60負イオン生成に寄与したためだと考えている。本イオン源に50V程度のバイアス電圧を印加することで、約600nAのC60負イオン強度が得られ、セシウムスパッタ負イオン源を用いた場合よりも4桁高い強度のC60負イオンの生成に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
予定していた電子源の改良を行い、従来用いられてきたセシウムスパッタ負イオン源から引き出されるC60負イオン強度と比較して、高強度の負イオン生成に成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
負イオンビーム強度は時間と共に減少する傾向であり、安定化が今後の課題である。
負イオン源の改良により、ビーム強度の安定化及び更なる高強度化を図る。
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| Causes of Carryover |
当初予定していた国内学会への参加を見送ったため。
C60試料等の消耗品購入及び成果報告のための旅費に使用する。
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Research Products
(3 results)
