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2300K超高温度に於いても高温損傷のないハイブリッド型超寿命炭素フォイルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19340072
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

菅井 勲  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 研究員 (80150291)

研究分担者 高木 昭  高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 講師 (10100819)
武田 泰弘 (武田 康弘)  高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 技師 (70391745)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
2008年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2007年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
キーワード炭素フォイル / 荷電変換 / 大強度陽子加速器 / 炭素ターゲット / バッキングフォイル / 重イオン加速器 / ストリッパーフオイル / HBC-フォイル / ボロンカーバイド / ストリッパーフォイル
研究概要

制御型直流アーク放電法を用いてクラスター炭素粒子にボロンを混合したハイブリッド型炭素(HBC)フォイルの開発に成功した。炭素にボロンカーバイド(B_4C)を混合することにより基板との密着性が著しく高くなり、これによって100μg/cm^2から700μg/cm^2の厚い蒸着膜を安定に作ることができた。HBCフォイルは2000±300Kの高温度環境下でも高温損傷が極めて少なく優れた高耐久性の特性を示した。この高耐久性HBCフォイルの寿命は従来の市販品の炭素フォイルの平均300倍、先端素材ダイアモンドフォイルの80倍以上の長寿命を示した。これらの結果から、高耐熱性HBCフォイルは今後ピンホールの解決すべき問題は残るもののJ-PARC等の大強度加速器やウラン等の重イオン加速器等のストリッパーフォイルとして、また、原子核物理、核物性、超重元素生成の実験等に用いる1500K以下の融点を持つターゲットのバッキング膜に広く使われることが期待できる。

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (6件) 図書 (2件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] First results of target preparation by the HIVIPP method in pressures higher than one bar2008

    • 著者名/発表者名
      I. Sugai, Y. Takeda, H. Kawakami,
    • 雑誌名

      Nucl. Instr. and Meth. A590

      ページ: 83-90

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of carbon sputtering yield by N^+ ion beam and lifetime dependence of resulting foils on thickness2008

    • 著者名/発表者名
      I. Sugai, M. Oyaizu, Y. Takeda, H. Kawakami, T. Hattori, K. Kawasaki
    • 雑誌名

      Nucl. Instr. and Meth. A590

      ページ: 37-42

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lifetime improvement of slackened thin cluster carbon stripper foils by suppression of carbon buildup2008

    • 著者名/発表者名
      I. Sugai, M. Oyaizu, Y. Takeda, H. Kawakami, T. Hattori, K. Kawasaki
    • 雑誌名

      Nucl. Instr. and Meth. A590

      ページ: 32-36

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of thickness and uniformity of isotopically enriched ^<12>C targets on backings by the HIVIPP method2008

    • 著者名/発表者名
      I. Sugai, M. Oyaizu, Y. Takeda, H. Kawakami, T. Hattori, K. Kawasaki
    • 雑誌名

      Nucl. Instr. and Meth A590

      ページ: 164-170

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of thickness and uniformity of isotopically enriched ^<12>C targets on backings by the HIVIPP method2008

    • 著者名/発表者名
      菅井勲, 他4名
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 590

      ページ: 164-170

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First results of target preparation by the HIVIPP method in pressures higher than one bar2008

    • 著者名/発表者名
      菅井勲, 他6名
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 590

      ページ: 83-90

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of carbon sputtering yield by N^+ ion beam and lifetime dependence of resulting foils on thickness2008

    • 著者名/発表者名
      菅井勲, 他5名
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 590

      ページ: 37-42

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Hybrid Type Carbon Stripper Foils with High Durability at>1800K for RCS of J-PARC2007

    • 著者名/発表者名
      菅井 勲、武田 泰弘、小柳津 充広、入江 吉郎、高木 昭、服部 俊幸、川崎 克則
    • 雑誌名

      Proc.Particle Accelerator Conference PAC2007

      ページ: 242-244

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Comparative Study on Lifetime of Stripper Foils Using 650 KeV H-Ion Beam2007

    • 著者名/発表者名
      高木 昭、菅井 勲、武田 泰弘、入江 吉郎、
    • 雑誌名

      Proc.Particle Accelerator Conference PAC2007

      ページ: 245-247

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Spallation Neutron Source(SNS)Diamond Stripper Foil Development2007

    • 著者名/発表者名
      R.Shaw, M.Plum, L.Wilson, M.J.Borden. C.Feigerle T.Spickermann, I.Sugai, Y.Irie, A.Takagi
    • 雑誌名

      Proc.Particle Accelerator Conference PAC-2007

      ページ: 620-633

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] LIFETIME MEASUREMENT OF HBC-FOIL AND NANOCRYSTALLINE DIAMOND FOIL BY USING KEK-650KEV HIGH INTENSITY H-BEAM2008

    • 著者名/発表者名
      菅井勲
    • 学会等名
      HB-2008, 42^<nd> ICFA Advanced Beam Dynamics Workshop on High-Intensity, High-Brightness Hadron Beams
    • 発表場所
      米国、テネッシ州、ナッシビル市 Vanderbilt Hotel
    • 年月日
      2008-08-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] LIFETIME MEASUREMENT OF HBC-FOIL AND NANOCRYSTALLINE DIAMOND FOIL BY USING KEK-650KEV HIGH INTENSITY H^-DC BEAM HB2008, 42^<nd> ICFA2008

    • 著者名/発表者名
      I. Sugai, A. Takagi, Y. Irie, Y. Takeda, M. Oyaizu, H. Kawakami, R. W. Shaw, M. A. Plum, C. S. feigerle
    • 学会等名
      Advanced Beam Dynamics Workshop on High-Intensity High-Brightness Hadron Beams
    • 発表場所
      Nashville, USA
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of Hybrid Type Carbon Stripper Foils With High Durability at>1800K for RCS of J-PARC2007

    • 著者名/発表者名
      菅井 勲、武田 泰弘、 小柳津 充広、入江 吉郎、高木 昭、服部 俊幸、川崎 克則
    • 学会等名
      Particle Accelerator Conference
    • 発表場所
      Albuquerque,USA
    • 年月日
      2007-06-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Development of Hybrid Type Carbon Stripper Foils with High Durability at > 1800K for RCS of J-PARC2007

    • 著者名/発表者名
      I. Sugai, T. Takeda, H. Kawakami, M. Oyaizu, A. Takagi, Y. Irie, T. hattori, K. Kawasaki
    • 学会等名
      PAC2007
    • 発表場所
      Albuquerque, NM, USA
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Comparative Study on Lifetime of Stripper Foil Using 650 KeV H- Ion Beam2007

    • 著者名/発表者名
      A. Takagi, I. Sugai, Y. Irie, R. W. Show, C. S. Feigerle, M. A. Plum
    • 学会等名
      PAC2007
    • 発表場所
      Albuquerque, NM, USA
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Spallation Neutron Source (SNS) Diamond Foil Development2007

    • 著者名/発表者名
      R. Shaw, M. Plum, L. Wilson, C. S. Feigerle, Y. Irie, I. Sugai, A. Takagi, M. J. Borden, T. Spickermann
    • 学会等名
      PAC2007
    • 発表場所
      Albuquerque, NM, USA
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] TOWARD THE REALIZATION OF TARGET AND STRIPPER FOIL TECHNOLOGIES FOR HIGH-POWER PROTON AND RADIOACTIVE ION ACCELERATORS2008

    • 著者名/発表者名
      Isao Sugai, David Gilliam, Anna Stolarz
    • 出版者
      ELSEVIER
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] TOWARD THE REALIZATION OF TARGET AND STRIPPER FOIL TECHNOL OGIES FOR HIGH-POWER PROTON AND RADIOACTIVE ION ACCELERATORS2008

    • 著者名/発表者名
      Isao Sugai, David Gilliam, Anna Stolarz
    • 総ページ数
      238
    • 出版者
      ELSEVIER
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 被膜形成装置、被膜形成方法および被膜形成部材2008

    • 発明者名
      菅井勲
    • 権利者名
      大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
    • 取得年月日
      2008-10-10
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [産業財産権] 研磨方法および研磨装置2007

    • 発明者名
      菅井勲
    • 権利者名
      大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
    • 公開番号
      2008-238379
    • 出願年月日
      2007-03-29
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [産業財産権] 炭素フォイルの作製方法、炭素フォイル、この炭素フォイルを利用した荷電変換用ストリッパーフォイル、及び炭素フォイルの作製装置2006

    • 発明者名
      菅井 勲、小柳津 充広、武田 泰弘
    • 権利者名
      大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
    • 出願年月日
      2006-11-15
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [産業財産権] 球状粒子製造方法、球状粒子および球状粒子製造装置2006

    • 発明者名
      菅井勲
    • 権利者名
      大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
    • 公開番号
      2008-036511
    • 出願年月日
      2006-08-04
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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