金属ガリウムターゲットによる高効率Ge線源製造

Fabrication of a new Ge-Ga source with high production efficiency by an improved metal galium target

前川 雅樹; Zhou, K.*; 深谷 有喜   ; Zhang, H.; Li, H.; 河裾 厚男

Maekawa, Masaki; Zhou, K.*; Fukaya, Yuki; Zhang, H.; Li, H.; Kawasuso, Atsuo

高スピン偏極陽電子ビームを形成するため線源として、サイクロトロンを用いて窒化ガリウムターゲットに高エネルギープロトンビーム照射を行うことでGe-Ga線源を製造してきた。これまでに250MBqほどの線源強度の蓄積に成功し、スピン偏極陽電子ビーム形成を行ってきたが、更なる実験精度の向上のためにはビーム強度の増大が不可避である。現状のサイクロトロンのビームでこれ以上の陽電子ビーム強度を得るためには効率的な線源生成を行う必要があるため、従来の窒化ガリウムに代わり、より純度の高い同位体分離された金属ガリウムターゲットの開発を行った。金属ガリウムは合金反応を起こしやすいため封入が困難であったが、カーボンとは合金反応を起こしにくいことが分かり、新たにカーボン製カプセルを開発した。金属ガリウムはカーボン台座に鋳造した後、100m厚のカーボン薄膜とカーボンボンドを用いて封止した。イオンビーム照射および陽電子取り出しはこの薄膜を通じて行う。オフライン試験で1000度の加熱試験を行ったが損傷は見られず、さらに20MeVプロトンビーム照射試験でも従来の1.5倍のイオンビームにも耐えうることを実証した。照射後のガリウムの漏えいや汚染は見られなかった。

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