ビームリサイクル技術のためのアクティブ内部標的の開発

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本研究ではビームリサイクル技術の核となるアクティブ内部標的（Internal active target: IAT）の開発を行っている。一般的に核反応実験では粒子を標的に衝突させるが、この時核反応しなかったほぼ全ての粒子を捨ててしまっている。ビームリサイクルとは重イオン蓄積リングとIATを用いることで核反応するまで粒子を蓄積・衝突させ続ける方法であり、従来の一万倍以上の効率化が期待されている。ビームリサイクルで粒子を蓄積するためにはIAT通過によって生じた角度分散とエネルギー分散を的確に補正する必要があり、本研究ではその補正のための要素技術開発を行っている。IATでは蓄積粒子が通過した位置とタイミング情報を検出し、その信号波形を蓄積粒子がIATから補正器に到着する間（約300 ns以内）にフィードバックする必要がある。今年度はオフラインでのIATの性能評価とフィードバックシステムのテストを行った。IATはMCPとディレイラインアノードで構成され、241Am線源と多孔コリメータを用いて入射位置と検出位置の整合性を確認した。その結果、ディレイラインアノードの読み出しから解析した検出位置情報は若干歪んでいることが分かり、入射位置との整合性を取るためには補正が必要であることが明らかになった。この歪みはディレイラインの特性によるものと考えており、デザインや回路素子によっては歪みを解消できる可能性もあると考えている。フィードバックシステムではIATで取得した信号を 300 ns 以内に波形整形（極性自在のユニポーラ波形とバイポーラ波形）・輸送・増幅という処理を行う必要がある。今年度は高速動作可能なFETを使用することで高速波形整形を試みた。その結果25 ns 以内に波形整形を完了させることに成功し、輸送や増幅も含めて約 160 ns でフィードバック可能なシステムの構築に成功した。