2019 Fiscal Year Annual Research Report
Evaluation method of the charge number of laser-accelerated ion
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17K17876
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
金崎 真聡 神戸大学, 海事科学研究科, 助教 (90767336)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | イオン計測 / レーザー駆動イオン加速 / CR-39 / イオン価数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
レーザー加速イオン計測において、加速されたイオンの価数を明らかにすることは、加速メカニズムを明らかにする上で極めて重要なパラメータとなる。レーザー加速イオン計測で最も信頼性の高い検出器として用いられている固体飛跡検出器CR-39を用いて、形成されたエッチピットの形状の違いから価数を明らかにすることを目的として研究を進めた。
価数評価手法の開発として、本学に設置されているタンデム加速器の0度方向に、磁場と電場によってイオンを分光するトムソンパラボラシステムを設置して校正実験を行った。校正実験では、数百keVから最大10 MeV程度の様々な価数の酸素イオンをトムソンパラボラシステムに入射し、CR-39に照射した。照射後のCR-39は水酸化カリウム水溶液を用いてエッチング処理を施した。エッチングにより現れたエッチピットは光学顕微鏡下で観察し、開口部の半径やグレースケールの情報を取得した。また、エッチングと顕微鏡観察を繰り返す多段階エッチング法により、エッチピットの成長挙動について解析を行った。
校正実験の結果、エッチピット半径のエネルギー依存性は想定通りに観測されたが、価数による優位な差は、光学顕微鏡下で観測することができなかった。一方で、イオンの価数情報をもっとも反映していると考えられるCR-39の極表面に形成されるエッチピット、すなわち形成初期段階のエッチピットに対して、原子間力顕微鏡を用いた解析を継続して進めている。すなわち、通常のレーザー駆動イオン加速実験で用いられるCR-39の解析条件では、価数分布を計測することは難しく、また、CR-39をトムソンパラボラ等の装置に組み合わせ、電場によって価数を弁別することが重要であることがわかった。
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