| 研究課題/領域番号 |
26420878
|
|---|
| 研究機関 | 独立行政法人日本原子力研究開発機構 |
|---|
研究代表者 |
石井 保行 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 高崎量子応用研究所 放射線高度利用施設部, 研究主幹 (00343905)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| キーワード | 小型イオンマイクロビーム装置 / PIGイオン源 |
|---|
| 研究実績の概要 |
小型MeVイオンマイクロビーム装置の開発では、過去2回の科研費によりこの装置への搭載を目指したレンズを開発し、このレンズの有効性をこの装置のプロトタイプの小型300keVイオンマイクロビーム装置を開発し、イオンマイクロビームを形成することで実験的に示した。後者の装置は大気開放型であり、大電力と水冷却が必要なデュオプラズマトロン型イオン源を高電圧部に設置して使用している。しかし、小型MeVイオンマイクロビーム装置は、一般的な大きさの実験室等への設置を可能にするため、絶縁ガスのタンク内に収める。このため、現在のイオン源とは違う、省電力で冷却が殆ど要らないイオン源が必須である。永久磁石型のPIGイオン源は構造上省電力であり、その候補であるが、一般的なものではビームエネルギーや輝度が小型MeVイオンマイクロビーム装置に適さない。そこで、本研究では、新たなPIGイオン源を開発することにより省電力、低エネルギー及び高輝度なイオン源の開発を目的とする。
平成26年度は、低エネルギーで、高輝度なイオンビームの発生を可能とするため、磁場強度を変えられる電磁石型のPIGイオン源の設計・製作、及びこの動作試験を計画した。特に、高輝度なイオンビームの発生には、微小領域に高密度のプラズマの発生、即ちこの領域で強磁場が必要である。そこで種々な磁気回路に関して磁場計算ソフトを用いて磁場を計算し、現実的なコイル電流で1.5T程度の磁場が得られる磁気回路を設計した。また、低エネルギービームの発生に関しては、上記のプラズマの近くに引き出し電極を設置し、低電圧でビームを引き出せるものを設計した。これらを基に、実際に電磁石タイプのPIGイオン源を設計・製作した。イオン源の初歩的な動作実験として水素プラズマの発生を試み、プラズマが発生できることを確認した。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
小型MeVイオンマイクロビーム装置に適した低エネルギー及び高輝度なイオンビームの発生条件を研究するのに適した電磁石型のPIGイオン源の製作及び初歩的な動作実験を目的とした。実際に強磁場の発生が可能な磁気回路や低エネルギービームの発生が可能な引き出し電極を設計し、これを基にPIGイオン源を設計・製作した。このイオン源を用いて初歩的な動作実験をして水素プラズマを発生させることができた。これによりH26年度の目的をほぼ達成することができた。
|
| 今後の研究の推進方策 |
平成27年度では平成26年度に製作した電磁石型のPIGイオン源を用いて、磁場強度やガス圧等の条件を詳細に変えてイオンビームを発生しその性質を調べる。この中では、小型MeVイオンマイクロビーム装置に適した低エネルギーで、高輝度なビームの発生条件を見出す。次に、イオン源を省電力化するため、この実験により求めた磁場強度を永久磁石で発生する磁気回路を設計し、製作する。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
研究計画の推移状況から当初予定していた消耗品の購入を次年度に行うこととしたため、次年度使用額が発生した。
|
| 次年度使用額の使用計画 |
H27年度に目的の消耗品を購入する予定である。
|
