短パルスレーザープラズマのＲＦ位相直接入射による革新的高性能イオン源

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23654085
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 岩下 芳久 京都大学, 化学研究所, 准教授 (00144387)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阪部 周二 京都大学, 化学研究所, 教授 (50153903) ; 岡村 昌宏 独立行政法人理化学研究所, その他部局等, 研究員 (80332245)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2015-03-31
• Keywords: イオン源 / レーザー / ＲＦ / 位相 / バケット / ガス

Outline of Annual Research Achievements

イオン加速器は、素粒子・原子核研究の分野にとどまらず、近年では粒子線癌治療やハイブリッドカーに使用される大電流ＩＧＢＴ製造まで、広範な応用分野で利用されるようになってきた。このため、物理研究用の大型且つ複雑な構成を持つ構造からシンプルでより扱い易い汎用加速器への進展が強く望まれている。しかしながら、陽子以外のイオンで多価・高電流を発生するためには、数億円の建設費が必要な、超電導電子サイクロトロンイオン源や電子ビームイオン源が実用化されているだけである。そこで、全く新しい概念に基づくイオン発生、及び、加速方法の研究開発を行い、加速器システム全体のコストダウン、小形化を目指す。これは信頼性の向上にも繋がり、大型装置では施設の稼働率向上に有効な手段となる。
今年度はメンテナンスのより容易なガスをターゲットとするため、ピエゾ素子を用いた高速小型ガスバルブを製作し、昨年度製作した空胴に取り付けた。これにレーザーの約５３ＭＨｚの源発振の信号を増幅して励振し、１ｍｍのギャップにＲＦ電圧を発生させ、この電場により発生イオンの時間構造を推定する試みを行った。予備実験ではRF電圧の相違によりレーザーパルスとRFとの位相関係に明白なそう考えられることが判った。より詳細なデータを取るために準備をしていたが、予定していたレーザーの故障により年度末を迎えたが、別のレーザーを用いてデータの取得を行う事により、今後も研究の継続を予定している。