パルス磁場によるレーザーイオン源のビーム電流波形制御と低エミッタンス化

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K20599
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分80040:量子ビーム科学関連
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 高橋 一匡 長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (10707475)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: レーザーイオン源 / 重イオンビーム / レーザー生成プラズマ / エミッタンス

研究成果の概要

レーザーイオン源は大電流イオンビームを発生可能であるがパルスレーザーによりパルス的にプラズマを生成するため，その密度が時間的に変動し，それに伴ってプラズマから引き出されるイオンビームの収束性の悪化を招いている.本研究により, プラズマ密度の時間的な変動を外部磁場の印加によって緩和することで, ビームの発散角の変動を抑えられることを明らかにした. これによりレーザーイオン源から供給されるビームの収束性を改善する技術を確立した.

自由記述の分野

イオン源

研究成果の学術的意義や社会的意義

イオンビームの応用には物理学実験をはじめイオン注入や表面加工などの産業応用, 粒子線治療や加速器駆動中性子源による医療応用などがある. これらには加速器により加速したイオンを用いるが, 加速器には粒子の運動量のばらつきが小さく質の良いイオンビームを供給する必要がある. 本研究のレーザーイオン源の磁場制御により, 利用できるイオンを増加させるだけでなく, 質の良いイオンビームを供給する方法を確立したことで, イオンビーム応用のさらなる発展に寄与できる.