高輝度化を目的としたイオン源引き出し領域の検討

Feasibility study of ion extraction system for high-brightness ion sources

小澤 修一; 石井 保行; 福田 光宏

Ozawa, Shuichi; Ishii, Yasuyuki; Fukuda, Mitsuhiro

集束点でのビーム電流を確保しながらビーム径を小径化するためには、レンズ系へ入射するイオンビームの輝度の向上、すなわち、加速器へのイオン入射を行うイオン源の高輝度化が必須となる。本研究ではプラズマ型イオン源の高輝度化手段として、一般的に行われるシミュレーションによる電極形状及び配置の最適化以外に、イオン源プラズマからイオンを引き出す際に形成されるプラズマシース面の形状を制御する方法の確立を目指している。これまでに、既存のプラズマシース計算プログラムを改造し、シース面の形状をシミュレーションすることによって高輝度化のための検討を行ってきた。その結果、通常ではイオンが発散するようなプラズマ条件でも、プラズマ境界面の中央部分のプラズマ密度を50%程度低くすることができれば、プラズマシース面の形状が最適化され、良好な引き出し系が得られることがわかった。

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