低周波数共鳴による多価イオン生成の高効率化

通过低频共振产生高效率的多电荷离子

• 批准号: 22K18275
• 负责人: 加藤 裕史
• 金额: $ 16.14万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18275/
• 关键词: ECRIS; 多価イオン; ICR; LHR; 低周波数RF電磁波; RF

本課題では電子サイクロトロン共鳴(ECR)多価イオン源(ECRIS)において，従来の常套手段であるマイクロ波高周波数化と磁場強度増大に基づく改良での多価イオン高収量化と異なり，遮断密度制約がない低周波数電磁波共鳴によって多価イオン高収量化を図り，その機構等を解明して各種実機への適用を目指している．具体的にはGHz帯マイクロ波によるECRISへ，より低周波数RF電磁波を導入してイオンサイクロトロン共鳴(ICR)及び低域混成周波数共鳴(LHR)を引き起こし，ECRによって生じたポテンシャル・ウェル緩和や軽Zイオンの選択的な加熱により多価イオン種クーリング助長等による多価イオン生成の効率化を図る． ICRやLHRを発生させる為の低周波数RF電磁波は真空窓等を経て高真空中に導入したアンテナから給電して導入する．アンテナは水冷と絶縁が欠かせなく，かつ既存のECRISプラズマ生成に甚大な影響を回避する必要ある．従ってICRとLHRの場合それぞれで予備的実験を含めて形状等の最適を図る必要がある．そしてこれらの最適化されたアンテナを負荷として，それぞれの低周波数RF電源において，最適化された整合器等の仕様が決まる．本研究では20kHz~1MHzにおけるICR実験から行い，イオンビーム及びプラズマ計測し，その効果を確認した後にLHR実験へ移行する手順としている．それぞれにおいて試作したアンテナを作製して，ECRIS実機に設置して既存のECRISプラズマ生成やイオンビーム生成への影響や既存電源を用いたRF導入して実験的に確かめたのちに，最適化された本実験用アンテナを製作して，併せて最適化されたRF電源と整合器を製作して本実験を行い，ECRISにおける多価イオン生成の高効率化における新たな低周波数電磁波共鳴効果をイオンビーム価数分布，エミッタンス，プララズマパラメータ計測等で検証する．

This topic is Electronic System Resonance (ECR) Multiple Source (ECRIS) Electronics Resonance (ECR)て, the common method used is to improve the frequency of high-frequency waves and increase the magnetic field intensity. High-yield high-yield とdifferent なり, blocking density restriction がない low-frequency electromagnetic wave resonance によって多価イオンHigh-yield quantification を図り, その mechanism and other を explanation し て various 実 machine へ の applicable を item refers し い る. Specific にはGHz帯マイクロwave によるECRISへ, よりlow cycle number RF electromagnetic wave をguide Irrigation resonance (ICR) and low-range hybrid resonance (LHR)きriseこし, ECRによって生じたポテンシャル・ウェルeasing や軽Zイオンの选択The heated により多価イオンkind of クーリング promotes the efficiency of the による多価イオン generationを図る. ICR is a low-frequency RF electromagnetic wave that is produced in a vacuum and is introduced into a high vacuum.アンテナはWater-cooledとAbsolute縁がowedかせなく,かつexistingのECRISプラズマgeneratedにverygreatなimpactをavoidanceするnecessaryある. For the occasion of ICR and LHR, it is necessary to prepare the most suitable and necessary shapes and sizes.そしてこれらのoptimization されたアンテナを load として, それぞれのlow Cycle number RF power supply, optimization of integrator, etc. This research is based on the 20kHz~1MHz ICR ICR systemプラズマmeasurementし,そのeffectをconfirmationしたlaterにLHR実験へtransitionするoperateとしている.それぞれにおいてtrial productionしたアンテナをproductionして,ECRIS実机にSETしてexistingのECRISプラズマgeneratedやイオンビームGeneration and influence on the existing power supply をUse いたRF to import して実験's にかめたのちに, optimize された本実験produced by アンテナを, and optimized RF power supply and integrator production, ECRIS multi-generation and high efficiencyける新たな Low frequency electromagnetic wave resonance effect をイオンーム価number distribution, エミッタンス, プララズマパラメータ measurement and other certifications.

项目成果

Cutoff limitation of left-hand polarization wave and candidates for further enhanced producing multicharged ions on ECRIS

ECRIS 上左手偏振波的截止限制和进一步增强产生多电荷离子的候选方案

• DOI: 10.1088/1742-6596/2244/1/012001
• 发表时间: 2022
• 期刊: IOP Publishing, Journal of Physics: Conference Series
• 作者: Y. Kato;W. Kubo;S. Harisaki;M. Anan;K. Tsuda;K. Sato;I. Owada and T. Maenaka
• 通讯作者: I. Owada and T. Maenaka

Low Z gas mixing effects of Ar and Xe multicharged ions in electron cyclotron resonance ion source

电子回旋共振离子源中Ar和Xe多电荷离子的低Z气体混合效应

• DOI: 10.1088/1742-6596/2244/1/012019
• 发表时间: 2022
• 期刊: IOP Publishing, Journal of Physics: Conference Series
• 作者: K. Tsuda;W. Kubo;S. Harisaki;M. Anan;K. Sato;I. Owada T. Maenaka and Y. Kato
• 通讯作者: I. Owada T. Maenaka and Y. Kato

Low-voltage extraction characteristics of ion beams and space potential measurements on ECRIS

ECRIS 上离子束的低压提取特性和空间电位测量

• DOI: 10.1088/1742-6596/2244/1/012097
• 发表时间: 2022
• 期刊: IOP Publishing, Journal of Physics: Conference Series
• 作者: I. Owada;W. Kubo;S. Harisaki;K. Tsuda;K. Sato;M. Anan;T. Maenaka and Y. Kato
• 通讯作者: T. Maenaka and Y. Kato

Optimized deceleration characteristics of multicharged ion beams from electron cyclotron resonance ion source

电子回旋共振离子源多电荷离子束减速特性优化

• DOI: 10.1088/1742-6596/2244/1/012098
• 发表时间: 2022
• 期刊: IOP Publishing, Journal of Physics: Conference Series
• 作者: K. Sato;S. Harisaki;W. Kubo;I. Owada;K. Tsuda;M. Anan;T. Maenaka and Y. Kato
• 通讯作者: T. Maenaka and Y. Kato