重イオンビ-ムプロ-ブのための負イオン源開発

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01460249
• 研究機関: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 藤田 順治 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (50023700)
• 研究分担者: 和田 元 同志社大学, 工学部, 助教授 (30201263) ; 井口 春和 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (40115522) ; 金子 修 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (00126848) ; 笹尾 真実子 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (00144171)
• キーワード: 負イオン源 / 負イオン / スパタリング / 金 / 仕事関数 / プラズマポテンシャル / 重イオン

研究概要

本研究は、ポテンシャル測定のための重イオンビ-ムプロ-ブへの適用を目的とした重負イオン源を開発し、その特性を調べ、ポテンシャル計測への適用領域を明らかにすることにあった。そのためには定常運転で最大のビ-ム電流が得られることが重要である。
本年度は、昨年度製作したプラズマスパタ-型負イオン源において、in situで負イオン生成電極の仕事関数を測定し、これと生成負イオンビ-ム電流密度との相関を調べた。また、負イオン生成電極の仕事関数を一定に保った条件で、負イオン生成電極電圧やイオン源内プラズマと生成ビ-ム電流密度との関係を調べ、負イオン生成のメカニズムをあきらかにした。
又、このイオン源を使用して、生成された負イオンビ-ムのエネルギ-スペクトルを測定した。その結果、タ-ゲット電圧が300V以下では、エネルギ-の半値幅(FWHM)は10eV以下であり、ポテンシャルの揺動測定が可能である事がわかった。
実機加速器への搭載を考え、小型負イオン源を製作し、前段加速実験を行ない、ビ-ム引き出し性能について調べた。さらに、プラズマスパタ-型負イオン源の場合のビ-ム引き出し、加速、収束を調べ、システム設計するのための計算コ-ドを作成した。
現在計画されている大型ヘリカル装置について、そのために重イオンビ-ムプロ-ブに必要なビ-ムエネルギ-等を検討した。

研究成果

• [文献書誌] Y.Okabe,M.Sasao,J.Fujita,M.Wada,H.Yamaoka: "Characteristics of Au^ー Production in a Plasma Sputter Negative Ion Source" Proceedings of Thirteenth Symposium on Ion Sources and IonーAssisted Technology,. 109-112 (1990)
• [文献書誌] Y.Okabe,M.Sasao,J.Fujita,M.Wada,H.Yamaoka,: "Dependence of Au^ー Production upon the Target Work Function in a PlasmaーSputter Type Negative Ion Source" Japanese Journal of Applied Physics. (1991)
• [文献書誌] Y.Okabe,M.Sasao,J.Fujita,M.Wada,H.Yamaoka,: "Energy Distribution of SelfーExtrcted Au^ー beam from a PlasmaーSputter Type Negative Ion Source" Japanese Journal of Applied Physics.(1991)
• [文献書誌] 岡部、山岡、笹尾、藤田、和田、: "「表面生成型Au^ービ-ム源の開発」" 日本物理学会秋季講演会講演予稿集. 168 (1990)