単段多孔型長ギャップ加速電極による水素負イオンビームの加速

H ion beam acceleration in a single gap multi-aperture accelerator

渡邊 和弘; 高柳 智弘   ; 奥村 義和; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 柏木 美恵子; 森下 卓俊  ; 谷口 正樹

Watanabe, Kazuhiro; Takayanagi, Tomohiro; Okumura, Yoshikazu; Hanada, Masaya; Inoue, Takashi; Kashiwagi, Mieko; Morishita, Takatoshi; Taniguchi, Masaki

高エネルギー負イオン加速器の単純化開発の初期試験として、負イオン引き出し部電極と接地電極から構成したギャップ長0.5mの単段多孔型加速電極による負イオン加速試験を行った。本加速電極を用いて長ギャップ耐電圧特性の測定及び改良を実施した後、水素負イオンビームの加速を行い、以下の結果を得た。長ギャップにおける負極高電位部の電界緩和は、放電破壊を防止する観点で短ギャップの場合に比べてより重要であることがわかった。一方、接地電極側の電界集中部分に関する電界緩和は、耐電圧性能向上にほとんど寄与しないことを確認した。水素ガス導入による耐電圧上昇が従来の5段加速系と同様に観測されたが、耐電圧上昇の効果は5段加速系より顕著であり、ガスの導入により300kV以上の耐電圧上昇が得られた。また、真空放電からグロー放電への遷移領域の圧力距離積(pd積)は、ほぼ0.2Pamであり、ほかのギャップ長での測定値とよく一致することを確認した。14mmの引き出し孔25個から水素負イオンを引き出し、500keV, 300mA(82A/m)、パルス幅1秒の負イオンビームを安定に加速した。

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