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レーザー結合ECRプラズマを用いた小型高輝度金属イオン源の開発

使用激光耦合 ECR 等离子体开发紧凑型高亮度金属离子源

基本信息

批准号：
14750039
负责人：
笹公和
金额：
$ 2.5万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

ECRイオン源は、その安定性、ビーム強度の強さから加速器用イオン源、多価イオン衝突実験などに幅広く利用されている。しかし生成イオンはガス試料からの導入が基本であり、固体試料からのイオン生成が大きな問題点となっている。本研究では、固体試料から安定的にイオンを生成するために、レーザーアブレーションを利用してECRプラズマ中に固体試料元素を外部導入する方式の開発を行った。大電流金属イオン源として、またECRイオン源がイオン化効率の高いことを利用して固体試料の微量元素分析装置として応用出来る。本研究では、まずレーザーアブレーション試験装置の開発を行った。使用したNd:YAGレーザーはパルス幅8ns、波長λ=1064nmで50mJのエネルギーを持つ。標的上での最大レーザー照射強度は、λ=1064nmで1.4×10^9W/cm^2となる。標的として3mm厚のCu板を用いた実験では、ドリフト距離500mmの位置で、-400Vの電子サプレッサーを備えた内径10mmのファラデーカップにより0.12mAのビーム電流値が得られた。ビーム電流パルスはレーザー照射後13μsでピークを持つ、これは速度として3.8×10^4m/sとなり、エネルギーで約470eVとなる。加速電圧2kVでは、ビーム電流値が0.51mAとなった。小型レーザーイオン源でも大強度のイオンビームを生成出来ることを実証した。またレーザーアブレーションによる中性粒子の生成効率を、分析電磁石によりイオンと中性粒子を振り分けて調べた。本研究に用いた小型2.45GHz-ECRイオン源は、RF導入部を径方向入力としている。ECRプラズマ閉じ込めを永久磁石で行っており、小型軽量化が図られている。レーザーアブレーションにより抽出した粒子は軸方向からECRプラズマ内に導入される。ECRプラズマによるレーザーアブレーション抽出粒子の捕獲効率を測定した。実験結果から小型高輝度金属イオン源の実用化に対する目処が得られた。この研究成果を元に、レーザー生成粒子を既存の超伝導14.5GHz-ECRイオン源のECRプラズマ中にトラップさせる実用的装置の開発段階に進んでいる。

ECR source, stability, intensity, accelerator source, multiple-phase conflict, amplitude utilization, etc. For example, when a sample is produced, it is introduced into the sample. When a solid sample is produced, it is introduced into the sample. When a solid sample is produced, it is introduced into the sample. This study was conducted to explore the possibility of introducing solid sample elements into the system. High current metal source, ECR source, high conversion efficiency, and utilization of trace element analyzer for solid samples This study aims to develop a new type of test device for the treatment of acute respiratory syndrome. Using Nd:YAG laser, the amplitude is 8ns, the wavelength is λ=1064nm, and the wavelength is 50mJ. The maximum irradiation intensity on the target is λ=1064nm <$1.4 ×10^9W/cm^2. The target Cu plate is 3mm thick, and the current value is 0.12 mA at the position of 500mm and the electron position of-400 V. 13μs after irradiation, the current velocity is about 3.8×10^4m/s, and the current velocity is about 470eV. Acceleration voltage 2kV, current value 0.51mA. The small size of the video source is large and the video source is large. The frequency of neutral particle formation is determined by analyzing the frequency of neutral particle formation. In this study, a small 2. 45GHz-ECR source and RF inlet were used. ECR is a permanent magnet. The first step is to remove the particles from the core. The capture rate of ECR particles was determined. As a result, small high-brightness metal sources are used in the production of high-brightness metals. This research results in the development of a device for generating particles from existing superconductors 14.5GHz-ECR sources.