円柱形状レーザー生成プラズマ標的を用いた低エネルギー重イオンの飛程測定

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13780394
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 長谷川 純 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助手 (90302984)
• Keywords: 重イオン慣性核融合 / レーザー生成プラズマ / 阻止能

Research Abstract

平成13年度は、円柱型プラズマ標的およびビームエネルギー損失測定系の設計、製作を行った。プラズマ標的は、固体水素に炭酸ガスレーザーを照射して生成するので、円筒形の空洞内壁にあらかじめ固体水素の結晶を形成しておく必要がある。そこで、円筒空洞を持つ銅製のブロックを製作し、それをGM冷凍機により10K程度まで冷やした後に、円筒内に水素ガスを封入して固体水素の形成試験を行った。その結果、円筒内壁に厚さ0.5mm程度の固体水素の結晶を作ることに成功した。ただし、現時点では結晶の一様性に問題があるため、水素ガス封入圧、冷却温度等の最適化を今後行う必要がある。
ビームのエネルギー損失量は、分析電磁石を通過して価数毎に分解されたビームの位置のわずかな変化を読み取ることで測定する。ビームの位置検出にはMCPアセンブリを用いた。また、ビーム移動量を時間分解して記録するために、MCP背面の蛍光面の発光を高速ストリークカメラで撮影した。酸素ビームを水素プラズマ標的に入射し、標的内でのビームのエネルギー損失量を実際に測定することで、検出器の時間・空間分解能を評価した。その結果、どちらの分解能もエネルギー損失の定量的な評価には不十分であることが分かった。空間分解能の悪化の原因は、MCP直前に配置した金薄膜内でのイオンの散乱によるビームスポットの増大であると考えられる。薄膜の材質を変えることで、薄膜中でのビームの拡がりを抑えることを現在検討している。時間分解能に関しては、ストリークカメラの掃引時間を短くすると同時に、蛍光面を発光減衰時間の短いプラスティックシンチレータに変更することで改善が可能であると考えている。