Development of a resonant extraction system for a high efficiency charge breeder

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K20112
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 80040:Quantum beam science-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Ogawara Ryo 京都大学, 化学研究所, 助教 (00807729)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: チャージブリーダー / EBIS / 共鳴取り出し

Outline of Final Research Achievements

Experimental studies using unstable nuclei can lead to major scientific themes, such as understanding nucleosynthesis and reaching the island of stability, but the small amount of RI produced limits the number of feasible experiments. Ions of unstable nuclei are accelerated for these nuclear reaction experiments. For an efficient acceleration, it is essential that RI ions are a highly charged ion beam. An EBIS type charge breeder (CB) is widely used to make a charge state higher, the efficiency has so far been obtained to be around 20%. To improve the efficiency, we developed a prototype of a resonant extraction charge breeder by which only the desired charge state ions are selectively extracted.

Free Research Field

原子核科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

共鳴取り出しはチャージブリーダー（CB）開発において未だ報告されていない全く新しい手法であり、生成した不安定核（RI）を効率良く使用することで今まで実現できなかった新たな不安定核実験が可能になる。また、世界中の不安定核施設で既に多くのCBが稼働しているが、共鳴取り出しは既設のCBへの導入が容易である。したがって、本研究で原理実証した共鳴取り出しは今後のチャージブリーダー開発におけるスタンダードな方法になり得る可能性がある。また、RIを大量に生成するためには大電力や施設の放射線対策が必要になるが、共鳴取り出し型CBは効率的にRIを使用できるためそれらを抑えることが可能である。