大強度冷却RI源の実現を目指した高周波四重極線形減速装置の開発

点击翻译按钮获取中文摘要

世界最高感度の電気双極子能率測定に必要な酸素イオンビームと金との核融合反応で生成したフランシウム(Fr)の収量増強が目的である。大強度イオンビーム用ペッパーポット型エミッタンス測定器(PEM)開発は①180MeVのマグネシウムイオンビーム測定結果をビームプロファイルモニタ測定結果と比較し、必要な角度精度は0.3mrad以下と見積る。②角度精度改良のためPEMマスク穴径縮小法の検証を計画した。入手可能なマスクの最小穴径は0.1mm、厚さが0.1mmなのでビームが停止する運動エネルギーに対応する東京大学タンデム加速器施設に試験設備構築を進めている。③PEMカメラの放射線損傷低減のため、カメラをビームラインから離すカメラ光学系の遠隔距離拡大と撮影視野拡大とビーム像の位置精度を追求した。撮影用ビューポート口径を40から48mmとした結果、遠隔距離を1.9から2.2m、撮影視野を約1.5倍に拡大し、位置精度0.15mmを維持した。④有用情報を得るため過去の低強度ビームエミッタンス測定結果を分析した。誤差無しビームエミッタンスを推定し、比較して得られたビーム角度精度は想定以上の1mradとなり、誤差原因もほぼ特定した。RFQDは①イオン減速機構はないが、原理はRFQDと類似し、高周波電場を用いて質量分離するRF質量分析器を試験した。Frイオンビーム中に数千倍の不純物を確認し、Fr純度向上が重要と認識した。イオンビーム強度測定に影響する二次電子の除去機構と崩壊α粒子によるFr強度測定精度向上も必要と分かる。これらはRFQDにも共通課題である。②Fr専用RFQD設計のためビーム運動計算を継続している。RFQD中のイオンは交流四極電場を受けつつ、Heガスとの衝突で減速・冷却される。ビーム運動計算結果を先行研究と比較するとガス無しの場合は一致したが、ガス有りの場合は一致せず原因を追及中である。