重イオン衝突による高電離2次イオンの発生とその応用研究

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61540284
• Research Institution: RIKEN ( The Institute of Physical and Chemical Research )
• Principal Investigator: 戸沼 正雄 理化学研究所, リニアック研究室, 研究員 (90087396)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 熊谷 秀和 理化学研究所, リニアック研究室, 技師 (80142107) ; 俵 博之 名古屋大学, プラズマ研究所・情報センター, 助教授 (90037797)
• Keywords: 重イオン衝突 / 原子・分子のイオン化

Research Abstract

高速重イオンと気体標的の衝突実験で、入射イオンと2次イオンの同時計測を行った。理研の線型加速器のビームを用い、1.05MeV/amuNe^<g+>(g=2、4、6、8)+Ne、Ar^<g+>(g=4、8、10、12、14)+Ne、Ar^<g+>(g=4、6、8,10、12、14)+Arの衝突系について、2次イオンの生成断面積、入射イオンの電子捕獲・損失の断面積およびこれらに伴う電荷分布を系統的に調べた。そして以下の結果を得た。
1.入射イオンの電荷が変化しない衝突(純粋電離)に比較して、入射イオンが電子を捕獲あるいは損失する衝突では、生成2次イオンの電荷分布は高い方にシフトし、生成断面積は小さくなる。
2.入射イオンの電子捕獲・損失に伴う生成2次イオンの電荷分布のシフトの程度は移動する電子の数が多いほど大きい。電子捕獲に伴うNeあるいはAr2次イオンの平均電荷を見ると2電子捕獲による平均電荷は1電子捕獲のそれにくらべ、2電荷ほど大きい。このことは内殻電子捕獲(ターゲットから見れば内殻電離)によるものと推定される。
3.電子損失による衝突は入射イオンの電荷gの小さい領域で起り、その断面積はgが増加すると急激に減少する。一方、電子捕獲はgの大きい領域で起り、gの増加とともに急速に増加する。両者の断面積の接点は丁度入射イオンの平衡平均電荷g^^-と一致する。^^-に近い入射イオンによる高電離2次イオンの生成には、電子捕獲および損失の寄与はほぼ同等であるが、純粋電離も大きく寄与していることがわかった。