原子力機構AVFサイクロトロンにおける大面積イオンビームのリアルタイム横方向強度分布計測のための蛍光体の探索

Investigation of phosphor materials for the real-time measurement of the transverse intensity distribution of large-area ion beams at the JAEA AVF cyclotron facility

百合 庸介; 湯山 貴裕; 石坂 知久; 江夏 昌志; 山田 尚人

Yuri, Yosuke; Yuyama, Takahiro; Ishizaka, Tomohisa; Koka, Masashi; Yamada, Naoto

高崎量子応用研究所イオン照射研究施設TIARAのAVFサイクロトロンでは、多重極電磁石を用いて大面積で均一な強度分布を有するイオンビームを形成するための技術開発を進めているが、材料照射試験等で要求される高強度(110nA/cm)でのビーム強度分布が調整時の低強度(約10pA/cm)の分布とは異なる場合があった。これは、通常ビーム調整に利用している蛍光板(三菱化学製DRZ-High)の発光強度が飽和しないようビーム電流を大幅に下げるために用いるアテネータ(多孔金属板)によってビームの位相空間分布が変化することに起因すると考えられる。そこで本研究では、様々なビーム強度においてリアルタイムでの強度分布調整を可能にするため、数10数100cmの大面積での利用が可能な蛍光体を探索した。実験では、10MeV陽子ビームを用いて、フッ化カルシウム結晶やポリエチレンナフタレートフィルム等の発光強度を調べた。その結果、これらの蛍光体がDRZ-Highと比べてより高い強度のビームで利用可能であり、複数の蛍光体を使い分けることによって、nA/cmの広範な強度においてリアルタイムでのビーム調整が可能となった。

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