イオントラップにおける多価イオン制御技術の開発

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本公募研究は、計画研究A01班で製作された電子ビームイオントラップ型イオン源(EBIS)において、EBITのドリフトチューブで生成・蓄積される多価イオンの様々な制御法を確立することを目的とする。多価イオンの制御とは、1)電子ビームのエネルギーと電流、ドリフトチューブ各電極の電位配置、クーリングガスなどの制御により効率的な多価イオンの生成と蓄積を実現すること、2)ドリフトチューブで生成された多価イオンをEBIS外部に効率的に取り出すこと(イオン引き出し)、3)ドリフトチューブの中央電極に高周波を引加し、イオンのサイクロトロン運動を共鳴的に励起して、イオンの計測と選択的加熱を行うことを指す。1995年10月からEBISの運転が開始され、装置の立ち上げを通じて、上記1)の制御技術を蓄積した。特に、種ガスおよびクーリングガスの供給のためパルス状分子ビーム型のガス導入系をEBIS本体に取付け、ドリフトチューブ内に捕捉されている多価イオンに対し、電子ビームによる励起あるいは再結合で放射されるX線スペクトルを観測し、その量や状態(価数)を評価した。結論として、トラップ電位による多価イオンの効率的蓄積、残留水素圧力低減による高電離イオン生成が実現された。2)では、イオン引き出しのシミュレーションを重ねるとともに、引き出しイオンの計測のための実験設備を整備した。3)については、高周波のEBIS装置への導入に関しての予備実験を行った。