Liquid nitrogen in-line trap for CHOH liquid target in an ultra-high vacuum

液体窒素ガストラップを用いたエタノール液体ターゲット容器の高真空化

荻原 徳男*; 山本 風海   ; 倉持 勝也*

Ogiwara, Norio*; Yamamoto, Kazami; Kuramochi, Masaya*

加速器等の超高真空環境において大強度ビーム照射に耐えられるターゲットとして、液体窒素で冷却したエタノール液体膜を真空中で使用する環境の開発を行っている。液体窒素温度付近ではエタノールの蒸気圧は数Paまで下がるが、加速器に組み込むためには周辺を10Pa程度まで圧力を下げる必要がある。そのために、ガスを吸着させる銅板を真空容器に挿入し、エタノールを冷却するのに利用した液体窒素でその銅板を冷却する手法を考案した。銅板の形状を変えながら試験を行い、エタノール液体膜を生成する真空容器に接続した前後の真空容器内において8.31Paを達成した。これにより、加速器に組み込んで使用する目途が立った。今後は、レーザー加速器への適用を目指し詳細設計を進める。

An ultra-high vacuum compatible ethanol liquid target is being developed to investigate the reaction products produced by the interaction of a high intensity laser with ethanol. One of the issues to be solved is the need to maintain an ultra-high vacuum in the main chamber for analysis within ~1 m of the liquid target generator, where the reaction chamber containing the generator is planned to be operated about 10 Pa or less. The constraint is to have a straight-through section without obstructions, so that reaction products can fly into the main chamber from the vicinity of the liquid target. In this development, this straight-through section is a cylinder with a diameter of 20 mm, as shown in Fig. 1. We attempted to solve the above problem by installing an in-line liquid nitrogen trap between the reaction chamber and the main chamber and improving the trap.