| 研究課題/領域番号 |
25350545
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 独立行政法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
小島 隆夫 独立行政法人理化学研究所, 山崎原子物理研究室, 専任研究員 (90211896)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 絶縁体細管 / イオンビームガイド / ガイド効果 / 材質依存性 |
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| 研究概要 |
柔軟な絶縁体細管によるイオンビーム輸送を効率的に実現するため、本年度は以下の三つの点を重点的に行った。
１．さまざまな素材の細管によるイオンビームガイド特性を（直管を用いて）系統的に調べた：長さ５cm，内径0.5～1.8mm程度の直管をさまざまな素材（PTFEテフロン，ソーダライムガラス，ボロシリケイトガラス，鉛ガラスなど）で用意し、イオンビームを通しながら角度を振ってガイド可能な範囲を調べる実験を、ビームのエネルギーや強度を変えて系統的に行った。その結果、テフロンよりはガラス系素材の方が圧倒的に優れたガイド特性を示す（＝ガイド・輸送されたビームが安定している）ことがわかった。
２．ガラス曲管によるイオンビームのガイド効果を見る試験実験を行った：上記１の結果を受け、同じサイズ・曲率のテフロン曲管とガラス曲管とでガイド特性（輸送効率・安定性等）の違いを調べた。１と同様、曲管においてもガラスの方が安定してビームをガイドすることが確認された。このため、当初計画では柔軟な細管素材としてテフロンを考えていたが、内壁をガラスでコーティングしたテフロン管や、ある程度の柔軟性がある太めの中空ガラス繊維、もしくは極細ガラス繊維で編んだ細管などをビームガイドとして使用する方がより効率的であると考え、それらのサンプルをも入手して試験する方向で検討・手配を開始した。
３．真空中のサンプルを動かす直線回転導入系の設計を行った：当初計画に基づき、実験計測を効率的に進めるための装置改造の一環として直線回転導入系の設計を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
計画していた実験の多くは順調に進めることができたが、その一方で、装置改造部分の設計に思っていた以上に時間がかかったため、本年度に予定していた装置改造の一部が年度内に完成できなかった。しかし、改造せずに進められる実験は並行して進めているため、全体として大きな遅れではない。
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| 今後の研究の推進方策 |
概ね当初計画通りに進める：材質を変えた曲管を用意し、イオンビームの価数・エネルギー・強度などを変えてがいど特性（輸送効率・ビームの広がり・安定性など）を系統的に測定し、最適な素材、曲率と長さの折り合い条件などを見出していく。
ただし、本年度の実験結果からイオンビーム輸送管としてはテフロンよりもガラス素材の方が格段に安定したビーム輸送が得られることがわかったので、通常のテフロン管の他、内壁をガラスでコーティングしたテフロン管や、ある程度の柔軟性がある太めの中空ガラス繊維、もしくは極細ガラス繊維で編んだ細管なども試作・入手して試験サンプルに加えていく。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
実験装置の改造部分の設計および業者とのやり取りに予想以上に時間がかかったため、改造部分の一部を年度内に発注できなかった。
上記改造部分の仕様・設計はすでにまとまっているので次年度早々には発注し、当初計画に追いつく予定である。
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