ガスジェット型ISOLに結合したレーザーイオン化法の開発

本課題は、不安定核ビーム生成装置の一つであるガスジェット型オンライン同位体分離装置(ISOL)では、前例のないレーザーイオン化法の実現可能性を検証するものである。ガスジェット型ISOLでは、対象原子(核)はエアロゾル物質に吸着されイオン源まで輸送されており、単純にその状態にレーザーを照射しても対象原子はイオン化され難いと予想される。本課題では、非放射性物質を使用し、対象原子がエアロゾル物質から再分離された状態へのレーザー照射でイオン化が実現できるかを検証する。このため、ガスジェット輸送系模擬装置により対象原子(インジウム)がエアロゾル物質(PbI2)に吸着し輸送される状況を再現し、(1)対象原子の輸送効率の最適化、(2)対象原子の再分離に関する基礎実験、（他施設の）レーザー装置を利用した(3)再分離状態へのレーザー照射とイオン化の検証、(4)実用化に向けた技術的問題点の抽出等が計画されている。一昨年度(2)～(3)の研究として、装置内でPbI2に付着したInの原子が分離・気化される条件などが確認され、最終的なレーザー照射実験用装置の設計等に関し、①Inの気化には、表面温度で1100℃程度のヒータが要る、②アウトガス等のバックグラウンドの低減、③被加熱試料から上方10cm程度にレーザー照射野を設定できる、④実験計画の立案に必要な大まかな消費率などの知見が得られた。この知見に基づき、当該年度においては、引き続きレーザー照射実験に向けた装置の検討が進められ、①表面温度で1100℃程度が担保されるヒータの製作及び②その温度で使用可能な耐熱性試料容器の製作が行われた。①については、その仕様についてメーカ側と議論が続いており、未だ詳細な仕様が確定されていないが、②については、メーカによる試作を経て、酸素水素溶融石英製（外径12㎜、内径10mm、高さ11mm）の試料容器が製作された。

本課題は、不安定核ビーム生成装置の一つであるガスジェット型オンライン同位体分離装置(ISOL)では、前例のないレーザーイオン化法の実現可能性を検証するものである。ガスジェット型ISOLでは、対象原子(核)はエアロゾル物質に吸着されイオン源まで輸送されており、単純にその状態にレーザーを照射しても対象原子はイオン化され難いと予想される。本課題では、非放射性物質を使用し、対象原子がエアロゾル物質から再分離された状態へのレーザー照射でイオン化が実現できるかを検証する。このため、ガスジェット輸送系模擬装置により対象原子(インジウム)がエアロゾル物質(PbI2)に吸着し輸送される状況を再現し、(1)対象原子の輸送効率の最適化、(2)対象原子の再分離に関する基礎実験、（他施設の）レーザー装置を利用した(3)再分離状態へのレーザー照射とイオン化の検証、(4)実用化に向けた技術的問題点の抽出等が計画されている。一昨年度(2)～(3)の研究として、装置内でPbI2に付着したInの原子が分離・気化される条件などが確認され、最終的なレーザー照射実験用装置の設計等に関し、①Inの気化には、表面温度で1100℃程度のヒータが要る、②アウトガス等のバックグラウンドの低減、③被加熱試料から上方10cm程度にレーザー照射野を設定できる、④実験計画の立案に必要な大まかな消費率などの知見が得られた。この知見に基づき、当該年度においては、引き続きレーザー照射実験に向けた装置の検討が進められ、①表面温度で1100℃程度が担保されるヒータの製作及び②その温度で使用可能な耐熱性試料容器の製作が行われた。①については、その仕様についてメーカ側と議論が続いており、未だ詳細な仕様が確定されていないが、②については、メーカによる試作を経て、酸素水素溶融石英製（外径12㎜、内径10mm、高さ11mm）の試料容器が製作された。