2004 Fiscal Year Annual Research Report
高周波四重極電極による高強度重イオンビーム捕獲の研究
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15360041
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| Research Institution | RIKEN |
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Principal Investigator |
岡村 昌宏 独立行政法人理化学研究所, 延與放射線研究室, 先任研究員 (80332245)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小関 忠 独立行政法人理化学研究所, 加速器技術開発室, 先任研究員 (70225449)
服部 俊幸 国立大学法人東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (50134648)
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| Keywords | RFQ / 空間電荷効果 / イオン源 / プラズマ / レーザー / 多価ビーム |
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| Research Abstract |
発生したレーザープラズマ中の重イオンビームを空間電荷効果の限界まで高周波四重極によって捕獲するため、計算機によるシミュレーションと実験による検証を行った。この結果、炭素4価の高強度ビームに対応する加速電極及びプラズマ引き出し装置を設計開発に成功し、平成16年7月の段階で30mAの電流強度を得る事に初めて成功した。更にイオン引き出し部分の改良、その他最適化によって電流最高強度を更新しつづけており、現在65mAの強度を発生している。この成果を8月にドイツで行われた線形加速器国際会議(LINAC2004,Lubeck)で報告した。また同会議のイオン源サマリーで全く新しい高強度重イオン発生方法として取り上げられた。
高周波四重極電場の強度と捕獲される重イオンの電流量との関係を実験的に調べた。また、捕獲された重イオンの空間電荷効果と四重極電場の収束力による捕獲電流限界について計算機シミュレーションにより検証を行った。この結果、電極間電圧が120kV時に於いて、炭素4価ビームが最も効率良く捕獲される事が実験的に示され、計算結果とも一致した。また、炭素6価ビームのみを効率良く捕獲するためには、電極間電圧を63kVにすれば良い事が分かった。純度の高い多価イオンビームを高強度に発生捕獲する方法を確立したと言える。
また、プラズマの膨張速度のみを利用して四重極電極間に重イオンを入射し、パルス幅を大幅に引き伸ばす事に成功した。1μ秒のパルスビーム幅が10μ秒程度に拡大する現象を実験的に確認出来た。これは、大型シンクロトロンなどの要求性能を満たすものである。
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Research Products
(5 results)
