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YAGレーザーを用いたH$$^-$$ビーム取出し法の概念検討

A Feasibility study of H$$^-$$ beam extraction technique using YAG laser

明午 伸一郎  ; 長谷川 和男; 池田 裕二郎; 大井川 宏之; 青木 延忠*; 中川 敏*

Meigo, Shinichiro; Hasegawa, Kazuo; Ikeda, Yujiro; Oigawa, Hiroyuki; Aoki, Nobutada*; Nakagawa, S.*

大強度陽子加速器計画において、核変換物理実験施設では未臨界状態の実験装置にLINACで加速された0.6GeV陽子ビームを導入し、高速中性子増倍体系と核破砕中性子源を組み合わせた実験を行う。核変換物理実験施設は最大熱出力を500W以下とするため、10W以下の小電流の陽子ビームを用いる。一方、核変換工学実験施設では200kWの大電流を入射するため、大電流運転と低電流運転の両立が必要となり、技術的に困難が伴う。通常用いられる薄いフォイルによるビーム取出し方法では、フォイルによるビーム散乱があるために、厚い遮蔽が必要となり好ましくない。そこでレーザーを用いて小電流のビームを取出す方法について検討を行った。本手法では、LINACから出射するH$$^-$$ビームにYAGレーザーを照射しH$$^0$$ビームに荷電変換し、小電流のH$$^0$$ビームを得る。H$$^-$$イオンの光子による荷電変換反応断面積は波長が1$$mu$$m付近にピークを持つために、発振波長1.06$$mu$$mのYAGレーザーが適している。これにより、繰り返し周波数25Hz,パルス当り2Jの出力を持つレーザーで600MeV陽子の10Wの取出しが可能であることを示した。本検討により核変換物理実験用の10Wビーム取出し技術の見通しを得た。

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