加速器質量分析法におけるレーザーを用いた同重体分離システムの開発

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本研究では、「加速器質量分析におけるレーザーを用いた同重体分離システムの開発」を目指した。研究の概要は、加速器質量分析において、加速器入射前にイオンとレーザーを反応させることにより、同重体イオンのみを選択的に中性化し目的核種のイオンのみを加速器に入射させるシステムを製作することである。本技術により、これまで測定が困難であった核種が測定可能になり、既存の測定核種についてもより高感度で測定できるようになることが期待される。同重体の抑制にはイオンビームとレーザーを十分に反応させる必要があり、本研究ではそのための負イオン減速チャンバーの開発を主な目的としている。負イオン減速チャンバーの開発方針は①減速チャンバーの製作、②テストベンチビームラインの構築の２つの段階に分けて展開された。3年目の研究実施状況について述べる。2年目で減速チャンバーの設計を行い、実際に製作した。製作した装置の性能を評価するために、3年目はテストベンチビームラインの構築を中心に行った。テストベンチビームラインはイオン源、電磁石、減速チャンバー、その他計測系から構成される。テストベンチによる実験で塩素35の負イオンビームの減速を行い、エネルギーを24keVから100eV程度まで減速させることに成功した。減速チャンバーに組み込んだレンズ系を調整し、減速時のイオンの透過効率として最大で17%を達成した。今後はガス導入時のイオンの透過効率の変化とレーザーとの相互作用による光脱離の実証実験を行う予定である。これらの結果は適宜学会や学術誌で発表を行った。