| 研究課題/領域番号 |
06402005
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
田辺 徹美 東京大学, 原子核研究所, 教授 (20013394)
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| 研究分担者 |
野田 耕司 東京大学, 放射線医学総合研究所・医用重粒子物理工学研究部, 主任研究官 (80228329)
菅井 勲 東京大学, 原子核研究所, 助手 (80150291)
千田 勝久 東京大学, 原子核研究所, 助手 (90013391)
片山 一郎 東京大学, 原子核研究所, 教授 (30028237)
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| キーワード | 加速器 / 電子冷却 / 原子物理 / 原子衝突 / 解離性再結合 |
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| 研究概要 |
電子冷却は、加速器物理の中でも却光あびつつあるが、電子冷却に要する時間及びイオンビームの到達温度は、カソードの温度約1000℃によって決まり、これが冷却の限界となっていた。この温度を更に下げることができれば、一層有効な冷却が行われると共にビームの性質も向上するはずである。これまでの冷却装置では、電子ビーム全体が一様なソレノイド磁界の中に入れられていた。しかし、電子ビームを強いソレノイド磁場の中で発生、加速し、その後ソレノイド磁場の強さをゆっくりと下げてビームを断熱膨張させることによって、原理的には電子温度を熱エネルギー以下に下げることができる。
まず、最高の分解能をねらって断熱膨張の膨張率をビーム断面の面積比で12.7倍に選んだ。この比は現有の冷却装置の中で最も大きい。最初、綿密な電子軌道計算を行い、その結果に基ずいて電子銃、コイルの設計、製作を行なった。更により高精度の磁場を得るため、補正コイルの設計、製作も必要となった。完成後、磁場測定を行い、最高磁場5.5kGおよび予定した磁場の一様性が実現されていることを確認した。また、装置全体が10^<-11>Torr台の超高真空であるために、真空槽は注意深い設計と試験が必要であった。このような組み立て試験が終わってから装置全体をビーム貯蔵リングTARNIIに組み込んだ。
この分野の研究の競争は世界的に激しいので、直ちに原子物理の実験を行った。その結果、分子イオンHD^+について従来は不可能であった電子冷却が実現し、解離性再結合のスペクトルの微細構造を始めて発見し、現在、解析と論文を執筆中である。来年度は、さらに多くのイオンについて高分解能の実験を行う予定である。
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