2014 Fiscal Year Research-status Report
固体アルゴンを用いた「水の窓」3nm帯連続発生軟X線源の研究
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26390113
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
天野 壮 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 助教 (50271200)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮本 修治 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 教授 (90135757)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 水の窓 / 軟X線 / レーザープラズマ / 固体アルゴン / 連続発生X線 / 放射光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルゴンプラズマによる「水の窓」と呼ばれる3nm帯の連続発生軟Ｘ線源の光源特性を研究し、その応用を示して放射光光源に代わる実用的小型光源である事を実証する。本光源は、独自に開発した固体アルゴンを連続供給できるターゲット装置を用いて、新しい高輝度・高効率連続発生レーザープラズマX源を目指すものである。そのため、初年度は、開発してきた固体アルゴンを用いた「水の窓」3nm帯軟X線源を連続運転して、その光源特性の絶対値評価及び動作パラメーターの最適化を図った。X線モニター用の3nm帯フィルタ付き絶対エネルギー校正検出器、及びプラズマデブリとして光源周辺にダメージを与える恐れのアルゴンイオンを検出するためのファラディカップを準備して、発生軟X線特性及びイオン特性を求めた。レーザーから「水の窓」軟X線への変換効率が最大となるように、レーザー強度、エネルギー、ターゲット速度、アルゴンガス流量の動作最適化を行った。その結果、変換効率が最大になるのは平均レーザー強度3×E10W/cm2と見積もられた時であり、その全空間積分値は13％ @2.3-4.4nmと非常に高効率であった。求めた最適動作条件で「水の窓」3nm帯プラズマX線連続発生実験を行い、その平均出力は130mW、その出力安定性は4％（1σ）という安定で高出力な連続軟X線が得られた。プラズマイオンデブリについては、イオンのピーク運動エネルギーがレーザーエネルギーに比例して最大でも6keV程度であった。これは十分、デブリスパッタを緩和できるレベルと考えている。以上、開発された「水の窓」3nm帯レーザープラズマ連続発生軟X線源が、放射光施設の代替えとなりうる高出力小型X線源である事を明らかにした。
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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
これまで培われたレーザープラズマX線に関する知見、物品が有効に生かされ、ほぼ計画どおりに研究を進めることができた。また、その結果予想以上に高出力高効率X線である事が明らかにできた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度に得られた結果を基にして、最適動作パラメーターで最大性能の3nm軟X線を発生させる。この発生X線を効率良く集光して応用実験に用いるための軟X線集光ミラー系を設計検討する。ところで、本研究で用いる新ターゲット供給装置は冷却にクライオスタットを採用しており、実はこれが振動を発する。現在、この振動が真空チャンバー全体に伝搬されており集光ミラーに伝搬して、集光X線スポットがぶれる可能性が否定できない。従って、まずこの振動特性を測定評価して、それが集光ミラー系に影響が及ばない様な方策、例えば振動を切るハード的な改良等を講じる。それをミラー導入のための真空チャンバー拡張設計及び集光X線実験配置の見直しに反映させて振動の影響の無い、安定した軟X線集光応用実験ができるようにする。
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| Causes of Carryover |
計画より出張回数を減らし、また他の経費で賄う事により旅費を圧縮した。これは次年度購入予定のX線ミラーが非常に高額である事が判ったためで、少しでもこれに充当するつもりである。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当該年度の繰越し金は、次年度購入予定のX線ミラー購入代金の不足分に当てる予定である。
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Research Products
(2 results)
