High-resolution beam energy-spread measurements using combination of nuclear resonant reactions and a 0 beam line separation

共鳴核反応と0ビームラインイオン分離を用いた高分解能ビームエネルギー幅の測定

石井 保行; 千葉 敦也; 宇野 定則; 齋藤 勇一; 水橋 清; 田島 訓*; 神谷 富裕

Ishii, Yasuyuki; Chiba, Atsuya; Uno, Sadanori; Saito, Yuichi; Mizuhashi, Kiyoshi; Tajima, Satoshi*; Kamiya, Tomihiro

イオンマイク、あるいはナノビームを形成するためには色収差の評価が不可欠であり、これに伴い色収差の原因であるビームエネルギー幅の精密な測定が必要である。3MVシングルエンド加速器に接続したマイクロビーム形成装置での色収差の大きさを評価するため、高分解能を有する分析電磁石を用いる一般的な方法を使用することなしにプロトンビーム照射により発生する共鳴核反応を使用したビームエネルギー幅測定方法を開発した。この方法では加速器の電圧校正に用いられてきた共鳴核反応A(p, )SiとMg(p, )Aのうち、反応幅が200eV以下の反応と試料に入射するビームエネルギーを微細に可変することで、10の分解能を達成した。さらに、静電加速器加速管に設置した永久磁石によりビームを分離し、加速器直線ラインに設置した試料に照射する方法を考案した。これらの方法により分析電磁石を使用せず高分解能でビームエネルギーを測定する方法を開発した。

Measurement of beam energy spreads caused by an accelerator are needed to evaluation the choromatic aberration when ion beams with micorometer or nanometer sizes are formed at a focusing point. A measurement method of the beam energy spreads without using a analyzing magnet with a high resolution was developed to evaluate the chromatic aberration in a light-ion micorbeam system connected to the 3MV JAEA single-ended accelerator. The accurate beam energy spread measurement method within a resolution of 10 was developed using resonance nuclear reactions with narrow energy spreads of A(p,)Si and Mg(p,)A in a MeV energy range. Furthermore, ion species separating method, in a 0-degree beam line connected to the accelerator, was developed using parmanent magnets attached on the accelerator tube in the accelerator. The two kinds of developmet resulted in measuring baem energy spreads generated from the accelerator directly.