| 研究概要 |
電子サイクロトロン共鳴(ECR)イオン源内では共鳴電子の存在に起因してミラー磁場中心部にポテンシャルのウェル(well)が形成されていると理論的に予測がなされてきた.我々の周波数2.45GHzのマイクロ波を用いたイオン源においても数十eVのバックグランド低温電子の中に数keV〜数十keVのエネルギー領域の高エネルギー電子成分の存在が軟X線波高分析結果より明らかとなった.また静電プロープによるプラズマポテンシャル分布測定結果よりミラー磁場中心部のECR共鳴領域付近にポテンシャルウェルが観測された.ポテンシャルウェルは多価イオンの生成そのものには大きく寄与すると考えられるが,反面多価イオンほど軸方向への閉じ込めが増大してイオン電流として引き出し難いと考えられる.そこで多価イオンの生成効率を高める為に従来の定常的(CWモード)にマイクロ波を給電する方法に対して,時間的に変調させたマイクロ波給電(パルスモード)を行ない,アフタ-グローフェーズを定常的に加味することで多価イオン生成と引き出し効率を高める本実験を行った.実験条件として動作ガス圧10^<-4>Pa,パルス幅約50μs〜1ms,デューティーサイクル50%,入射マイクロ波電力(約0.2kW)をCWと同等もしくはそれ以下とした.パルスモードのマイクロ波給電により多価イオン電流,特にArの4価以上で時間平均した電流量においてもCWモードに比べて多価イオン電流が増大することが判明した.Ar^<6+,8+>電流の時間発展を観測したところ,マイクロ波給電が遮断された後に増大し且つピークを示した.また給電時に減少することが判明した.これはプラズマ生成にアフタ-グローフェーズを加味することでポテンシャルウェルが緩和して,多価イオン電流が増大したと考えられる.来年度はパルスモード実験の最適条件,軟x線や静電探針による計測を行う.そして最終的に軽元素ガス混合時のパルスモードマイクロ波給電実験を行う予定である.
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