2018 Fiscal Year Research-status Report
大電流高周波イオン源より引き出された負水素イオンビーム揺らぎの観測
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17K05108
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
神藤 勝啓 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 研究副主幹 (80322999)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 元 同志社大学, 理工学部, 教授 (30201263)
柴田 崇統 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 特別助教 (20773956)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 負水素イオン / 高周波負水素イオン源 / イオンビーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本のJ-PARC、米国オークリッジ研究所のSNS、欧州原子核研究機構（CERN）のLHCなどの世界の大強度陽子加速器施設では線形加速器からシンクロトロンへの入射ビームとして負水素イオンビームが用いられている。この負水素イオンビームを生成には、近年高周波放電によりプラズマを生成し、プラズマ中の負水素イオンをビームとして引き出す高周波負水素イオン源が主流となっている。プラズマ生成には、2 MHzの高周波源が用いられているが、イオン源内のイオン密度が高くビーム引き出し領域近傍のイオンシースが高周波に追随し電位揺動のため、引き出された負水素イオンビームは揺らぎを持つと考えられる。本研究は、高周波大強度負水素イオン源より引き出された負水素イオンビームのエミッタンスの揺らぎを観測し、この揺らぎがプラズマ生成に用いている高周波に起因しているこ
とを突き止めることが目的である。
平成30年度は、J-PARCの高周波負水素イオン源より引き出された大電流負水素イオンビームについて、イオン源より引き出された負水素イオンビームのエミッタンス揺らぎの有無について調査を行うために、高時間分解能を有したエミッタンスモニターの測定準備を進めた。
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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
エミッタンス測定において、高時間分解能で微弱電流のビーム信号を測定するためのデータ取得システムを設計し、そのための物品購入を進めた。また、準備実験として、エミッタンスモニターから出力されたビーム電流の微弱信号を高速のオシロスコープで観測し、イオン源を駆動している高周波と同じ周波数で変動していることが観測できた。今年度準備した高速のデジタイザーを用いてエミッタンスの揺らぎの有無の測定について、目途を立てることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
J-PARC高周波負水素イオン源のテストスタンドを用いて、約500マイクロ秒のマクロパルス内でのエミッタンスの時間変化を測定する。
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| Causes of Carryover |
本研究を進めていくうちに、ビーム揺動を引き起こす原因となっているイオン源内プラズマの揺動についても計測することを検討しており、その設計を始めた。設計に時間を費やしてしまい、次年度に製作を遅らせる必要が生じたため。次年度使用額をプラズマ計測装置の製作に用いる。
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