ガスストリッパーにおける大強度イオンビームのエネルギー散逸と熱負荷抑制法の研究

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26790074
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 今尾 浩士 独立行政法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 専任研究員 (30585542)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: ガスストリッパー / 真空紫外分光 / 重イオン加速器

Outline of Annual Research Achievements

本年度は主として、理研RIビームファクトリーに既存の循環型ヘリウムガスストリッパーに接続可能な真空紫外光分光・計数システムの設計、開発を行った。
ヘリウムガス中をウランビームが通過した時に、その巨大なエネルギー損失によって多くの励起ヘリウム原子・分子が生成され、エネルギーの一部が波長50 nm までの真空紫外光として持ち出される。実験では真空紫外光の分光と絶対フォトン数の測定を行い、光エネルギーの絶対量の同定を行う。
測定の第一段階として、波長範囲50-300nmをカバーする真空紫外分光器の選定を行い、分光器として白金コーティングされたグレーティングを持つ、瀬谷波岡型のモノクロメータを用いた。真空紫外光の計数用検出器には短波長領域での検出効率を上げるためにCSIコーティングされたチャネルトロンを用いた。実際に検出器マウント、及び周辺の真空系を含む真空紫外分光・計数システムの設計・構築を行った。
開発された分光システムは放射線管理区域内に設置され、ビーム照射時に人が立ち入る事はできないため、測定の遠隔操作が必要不可欠である。そこで、分光器グレーティングの遠隔操作の為の制御システム、及びデータ収集用のソフトウェアの製作を行った。実際に装置を設置し、グレーティング制御とデータ収集系が動作する事を確認した。測定中のヘリウムガス不純物のモニターとして四重極型質量分析器を採用し、そのデータ収集系の構築も行った。また、ウランビームとヘリウムガスの系におけるエネルギー散逸のモデル計算を進めた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度の目標であった真空紫外光の分光システムの構築が順調に達成された。

Strategy for Future Research Activity

真空紫外分光システムの真空差動排気系の試験と最適化を行い、更にガイスラー管にヘリウムガスを封入し放電させ、その発光を利用して真空紫外分光のオフライン試験を行う。
実際にウランビームをヘリウムガスストリッパーに通過させ、真空紫外光の分光及び計数測定を行う。

Causes of Carryover

別で購入していた分光器を使用することができたため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

上記理由により、予定していた分光器の購入の必要がなくなったため、予定していたヘリウムガスハンドリングシステム及び差動排気系（真空部材）の購入に充てる。
更に、予定しているヘリウムガス純化系とヘリウムガス内部への電場印加用電極の設計製作を行う。