2022 Fiscal Year Annual Research Report
稀少不安定原子核反応研究のための静止不安定核標的の開発
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20K20526
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
若杉 昌徳 京都大学, 化学研究所, 教授 (70250107)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川原 亮 京都大学, 化学研究所, 助教 (00807729)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | イオントラップ / ビームリサイクル / 内部標的 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究には二つの目的があった。それらは、(1)重イオン蓄積リングを用いた不安定核（RI）同士の核反応研究の実現を目指した不安定核静止標的の開発、(2)稀少なRIを有効に利用するためのビームリサイクル技術の基礎的技術の実証、である。本研究期間では以下のような実績を得た。
初年度は目的(1)に従ってEBIT型のイオントラップ装置を製作し、10keV /20mAの電子ビームを用いて、安定核イオンではあるが10^8個のイオンを直径100umの範囲に凝縮することに成功した。標的の厚さにして約10^10個/cm^2であり、目標とした標的厚をほぼ実現できている。さらに、標的の純度を高めるため、トラップポテンシャル中での運動学を利用した共鳴型イオン取り出し法という新しい技術を開発した。
次年度には、目的(2)に従ってビームリサイクル技術のキーとなるビーム運動補償技術の実証を目指して、標的通過のタイミングと位置情報を取り出すことのできる内部標的システムを開発した。標的通過によって発生する２次電子を効率よく検出する仕組みである。これにより蓄積リングに配置した、運動量分散補償装置（EDC）と角度分散補償装置（ADC）に送る補正信号を整形できることを確認した。
最終年度では、次年度に開発した内部標的からの電気信号を補償信号に整形する回路とADCのプロトタイプを製作し補償の可能性、すなわち補償に十分な電気信号の形成と、イオンの飛行時間約300nsに対して十分速く信号伝達できることを実証した。また蓄積リング内におけるビームダイナミックスを計算するシミュレーションコードを開発して、EDCとADCの効果によってビームリサイクル法が技術的に成立できることを証明した。さらにRI標的システムに入射するRIを生成するため、京大化研の加速器施設において電子リニアックの新しいビームライン設置の準備を整えた。
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