研究課題
計画の最終年度として，模擬実験装置の下流端に径方向分割電極系を設置し，条件変化に対するイオンビーム電流の径方向分布を測定した．イオン分離電界形成用電極系は，通常，正の直流電圧が印加され，この場合電極系は静電レンズとして作用する．静電レンズ作用による軌道変化を確認した上で，電極に高周波電圧を印加することにより変調器を模擬して，ビームの径方向分布の変化を調べた．実験はエネルギー1～2keVのヘリウムイオンビームを対象とした．電極が接地電位の場合，ビームは自身の電界によると考えられる発散軌道となる．電極への0～400Vの直流印加によって，理論通りの静電レンズ作用が観測された．定性的には，印加電圧の増大に応じて，ビーム電流は中心部で増大し，周辺部で減少する．増大・減少の分岐点の径方向位置は，ビームエネルギーと印加電圧で変化する．代わって，周波数3～9MHz，電圧振幅0～300Vの高周波を印加した．直流に比べて増大・減少の量は小さくなり，また増大・減少の分岐点の径方向位置などが複雑に変化する．直流の様に，一つの分岐点の内外で増大・減少するのではなく，測定範囲内にいくつも分岐点が生じる場合がある．また，高周波の周波数による変化も観測される．定性的には，周波数が低い方が増大・減少の量は大きいが，その程度はビームのエネルギーに依存する．高周波の印加は変調器の簡易的な模擬ではあるが，変調電極－測定電極間に集群点が存在する条件となっており，観測される複雑な変化は，変調散乱の効果が含まれていると考えられる．今後，粒子軌道計算を併用して測定結果を分析することにより，変調散乱の効果が見積もれると期待される．
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Plasma and Fusion Research
巻: 18 ページ: 2405053～2405053
10.1585/pfr.18.2405053
