| 研究概要 |
本研究の目的は,一様電場でビームを加速するタンデム加速器を改造して,電場を交互に逆向きにしてビームを加速・減速させることで強収束作用を生じさせ大強度ビームを加速することである.今年度は,この相良のアイデアを九大タンデム加速器に試験的に適用してみた.その結果,期待通りの大強度ビーム加速が実現可能であると判った.
まず,加速減速時のビームアクセプタンスをタンデム加速器の前半加速部及び後半加速部それそれについて計算し,最適電圧配分を決定した.その電圧配分を実現するには,通常の一様加速時の約35倍の静電荷をベレットチェーンで運ぶ必要がある.そこで,タンデム内部の分割抵抗体の半数を除去し,加速管と絶縁支柱とを200カ所にわたって電気的につなぎ,必要静電荷量を半減した.そのあと4本の特殊ショート棒を取り付けて電圧を配分した.
ショート棒からの放電対策をした後,タンデム中央電圧1MeVで炭素ビームを加速した.この電圧での炭素ビームのタンデム通過率は,通常の一様電場では4.5%だが,加速減速電場では45%であった.期待通りの高アクセブタンスが得られた.また運搬静電荷量が多いので大強度ビーム加速の負荷変動に耐えられる.世界初の試みは成功した.
次の課題は抵抗値の高い分割抵抗体を用いて中央電圧を2MVまで上げることと,中央部での荷電変換を現在の炭素薄膜でなくガスで行ってビームのエネルギーと角度の拡がりを抑えることである.その準備も行った.次年度に3-8MeVで10pμA程度の炭素ビームを得て天体核反応実験に用いる見通しがついた.
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