卓上シンクロトロンによる分子科学の研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11304017
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: The High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 田辺 徹美 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (20013394)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菅井 勲 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助手 (80150291) ; 千田 勝久 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助手 (90013391) ; 森 義治 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (30124176) ; 野田 耕司 放射線医学総合研究所, 医用重粒子物理工学研究部, 主任研究官 (80228329) ; 片山 一郎 東京大学, 大学院・理学系研究科・附属原子核科学研究センター, 教授 (30028237)
• Keywords: ビーム貯蔵リング / 静電型リング / 原子・分子 / 原子衝突 / 超高真空

Research Abstract

最近のビーム貯蔵リングを用いた原子物理の研究は、より高度化し、研究対象も重いイオンへと移行しつつある。これらの研究において、貯蔵リングは電磁石で構成されていた。しかし、分子イオンは電荷が小さく質量が大きいため、質量の増大に伴って磁気剛性が増大し貯蔵が難くなる。一方、これらの重イオンは、磁場より電場で曲げる方が容易である。電場を使ったリングは軽量小型で、正に卓上に乗るリングとなる。研究の第一段階はこのような卓上シンクロトロンを作り、重分子イオンを長時間にわたって貯蔵する技術を確立することである。今年度は次の順序で静電型卓上シンクロトロンの設計、製作を行った。1)エネルギー30keVのレーストラック型リングを想定しビーム軌道の計算を行い、リングパラメーターの最適化を行った。2)この結果に基づいて、リングの構成要素である160°及び10°デフレクター、四重極の設計、製作を行った。3)予め真空パイプを950℃に加熱し脱ガスを行い、その中に電極を設置し更に300℃で加熱脱ガスを行い、常温時に真空パイプや電極に変形が起こらないことを確認した。4)完成した電極を高精度で卓上に据え付け、同時に直線部には加速装置、ビーム位置モニター、スクレーパー、ビュウワーを設置した。5)10^<-11>Torrの超高真空鵜を達成するために6台のチタンゲッターポンプ、4台のイオンポンプを設置した。6)完成したリングについて真空試験を行い、漏れがないことを確認した。7)リングを周回するイオンが残留ガスと衝突して中性となる過程を研究するために中性粒子検出器を設置した。8)リングにビームを入射するために、ECRイオン源、高分解能ビーム分析装置、差動排気装置を設置し真空試験を行った。このように装置が完成したので、引き続いてビーム貯蔵の研究を行う予定である。