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重イオンビーム発生装置の高度化に関する研究

重离子束发生器的研究进展

基本信息

批准号：
08J02746
负责人：
金末猛
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は重イオンビームの大強度化を目的とし、特に炭素ビームについて研究してきた。本年度は昨年度までの研究成果をもとに、大強度炭素イオンビーム加速を目指し、レーザーイオン源、ソレノイド磁石、RFQ線形加速器を利用した加速実験を行った。昨年度までの研究では、ソレノイド磁場をイオン源のプラズマ輸送部に印加すると加速ビーム電流が増大することを実証した。しかし、ソレノイド中を通過するレーザー生成プラズマの振る舞いを計測することができなかった。そこで、ソレノイド磁石内部に挿入可能でビーム軸垂直方向のイオン分布が測定可能な電流プローブを製作し、レーザー生成プラズマの振る舞いを磁場0～350ガウスの条件で測定した。その結果、磁場印加時にプラズマはビーム軸垂直方向に閉じ込められるが、ビーム軸方向には膨張を続けることが明らかになった。この結果はレーザーイオン源の特徴である高ピーク電流を保ちながらビームの長パルス化が可能であることを意味する。また、ソレノイド磁石下流ではイオンは電子の動きに追随し、ビーム軸垂直方向に発散する傾向にあることが判明した。次に、RFQ線形加速器とイオン源を炭素4価イオン用の条件に合わせて炭素ビーム加速実験を行った。その結果、ソレノイド磁場を900ガウスに設定した状態で、ピーク電流35.8mA、パルス幅2.1μs、粒子数1.2×10^11個の炭素4価イオンビーム加速に成功した。同様に、炭素6価イオン用条件でも加速実験を行った結果、ピーク電流32.8mA、パルス幅1.6μs、粒子数5.2×10^<10>個の炭素6価イオンビーム加速に成功した。これらの加速ビームは、従来の最大ピーク電流であり、ビームパルス幅は4倍程度増加している。以上のように、本研究によりレーザーイオン源で高ピーク電流を保ちながら長パルス化を行う方法を実証し、数十mA以上の重イオンビームが唯一加速可能なレーザーイオン源の高度化が達成された。

This study focuses on the development of carbon resources, especially carbon resources. This year's research results show that the use of high-intensity carbon fiber acceleration, and high-intensity carbon fiber acceleration. The research conducted in the past year has demonstrated that the magnetic field of the transmission unit increases and the acceleration current increases. The first step is to measure the vibration of the vehicle. The magnetic field of 0~350 ° C can be measured under the condition that the magnetic field of 0~350 ° C can be measured under the condition that the magnetic field of 0~350 ° C can be measured. As a result, the magnetic field increases in the vertical direction of the axis. The result is that the characteristics of the source are high and the length of the source is low. The tendency of electron movement to follow and disperse in the vertical direction of the magnet axis was identified. Second, line accelerator, carbon source, carbon source. As a result, the magnetic field was set to 900 ° C, and the current was 35.8 mA, the amplitude was 2.1μs, and the number of particles was 1.2×10^11. The acceleration was successful. For the same conditions, the acceleration of carbon 6 particles was successful with a current of 32.8mA, a particle amplitude of 1.6μs and a particle count of 5.2×10^<10>. The maximum current of the acceleration mode and the maximum amplitude of the acceleration mode increase by 4 times. In view of the above, in this research, the method for ensuring high pixel current and long duration of power consumption in the LED source has been verified. The only possibility for accelerating the power consumption of the LED source with a power consumption of more than tens of mA is achieved.