大強度ヘリウム中性粒子ビームの開発のための基礎研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10480110
• 研究機関: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 笹尾 真実子 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (00144171)
• 研究分担者: 磯部 光孝 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (00300731) ; 和田 元 同志社大学, 工学部, 教授 (30201263)
• キーワード: ヘリウム負イオン / 準安定励起状態原子 / 低仕事関数 / アルファ粒子 / 核融合

研究概要

大強度でしかも数百keV以上の高速ヘリウム中性粒子ビームは,核反応生成アルファ粒子計測用として有望視されている.このビームはヘリウム負イオンビームを中性化して生成される.そこで本研究では,ヘリウム負イオン源の開発と,中性化法の基礎研究を行う.ヘリウム負イオンは準安定励起原子を通してのみ生成される。本年度はレンズ系、ステアリング系を改造した高輝度ヘリウム正イオンビームを稼動型ガスセルに入射し、希ガスとの荷電交換反応により、準安定励起ヘリウム原子ビームを生成した。又、90度磁界偏向型の質量/エネルギー分析器を製作してこれを用いた計測を開始した.まず、エネルギー分析器の性能を、水素イオンビームを磁界偏向型分析系に入射して評価した。スペクトルを分析した結果では理論値2.7%に近い分解能が得れていることが分かる.次に準安定励起ヘリウム原子ビームをモリブデン表面に入射し、表面から出てくる正イオンビームのエネルギーと角度分布を測定した。同様にヘリウムイオンビームをモリブデン表面に入射し、表面から出てくる正イオンビームのエネルギーと角度分布を測定した。これらは従来の実験結果と良く似た傾向を示している。今後アルカリ金属蒸気塗布により表面仕事関数を低下させ、負イオン生成の実験を行う予定である。
また、昨年度までの高輝度負イオンビーム生成実験の結果を論文にまとめ、高速ヘリウム中性粒子ビームを利用した高エネルギー粒子計測のfeasibilityについて検討し、国際会議等で発表した。

研究成果

• [文献書誌] M.Nishiura,M.Sasao,M.Wada,and M.Bacal,: ""Plasma perturbation induced by laser photodetachment."Physical Review E.. Vol.63. 036408-(7) (2001)
• [文献書誌] M.Sasao,M.Nishiura,M.Hamabe,M.Isobe,M.Osakabe,S.K.Guharay,T.Kuroda,M.Wada: "Development of diagnostic helium beams for high energy particle measurement in magnetically confined plasma"Proceedings of 27th European Physical Society Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics (June 2000, Budapest). (未定). (2000)
• [文献書誌] M.Sasao,M.Nishiura,M.Hamabe,M.Wada,T.Kuroda,S.K.Guharay,and H.J.Ramos: "Space Charge Effect on the Transport of a High-Perveance He^+ Beam"Proceedings of 18th SPP Congress. 101-103 (2000)