TIARAにおけるクラスターイオン加速の現状

Status of cluster accelerations and their applications in TIARA

齋藤 勇一; 千葉 敦也; 鳴海 一雅; 阿達 正浩

Saito, Yuichi; Chiba, Atsuya; Narumi, Kazumasa; Adachi, Masahiro

効率的なクラスター加速のためには、荷電変換ガスとの衝突の際の、電離と解離の割合を最適化させることが重要である。この割合はガス圧のほか、荷電変換ガスの種類にも大きく依存すると考えられる。そこで今回、窒素,二酸化炭素,六フッ化硫黄の3種類のガスを用いて、加速効率を比較した。その結果、それぞれのガスの最大加速効率は、通常荷電変換ガスとして用いている窒素を基準にして、二酸化炭素で約8割、六フッ化硫黄で約7割となり、この3つの中では分子量が少ないほど加速効率がよくなる傾向を見いだした。また、クラスターイオンの加速エネルギー領域の拡大のため、多価クラスターイオン利用の可能性を利用頻度の高い金クラスターイオンについて探った。その結果、Au3の2価イオンを70pfA程度の電流で照射することに成功し、最大エネルギーが6MeVから9MeVに拡大することができた。応用研究としては、クラスターと物質との相互作用の研究の一環として、薄膜通過後の炭素クラスターの電荷状態の、クラスター構造依存性について調べた。その結果、C3クラスターの場合、もとの構造が鎖状と三角形状では、薄膜通過後の平均電荷が異なることがわかった。

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