300keV小型イオンマイクロビーム形成装置の3段加速レンズ系の性能試験

石井 保行; 大久保 猛; 神谷 富裕; 齋藤 勇一

no journal, , 

MeVイオンマイクロビームは、レーザー光や電子ビームにない物質中での高い直進性を有するが、形成する装置が大型であるため、これが普及の妨げとなっている。そこで、小型装置でこのビームの形成を実現するために、そのプロトタイプとして、イオン源と3段加速レンズ系で構成される300keV小型イオンマイクロビーム形成装置を開発している。この装置は組立てを完了して140150keVの範囲でマイクロビーム形成試験を行う段階にあり、得られたビーム径を理論予測値と比較することで、レンズ性能を評価した。実験での水素イオンビーム径は、ナイフエッジを用いたビーム径測定装置を用いて測定し、143.28keVで最小径(極小値)17.20.5mを得た。この後、この径の周辺でのレンズ系の性質を調べるため、3段加速レンズ系の最終レンズの電圧のみを変えたところ141.78keV及び144.78keVで、それぞれビーム径25.00.4m及び21.70.5mになった。この時のレンズ系のパラメータを用いて計算したビーム径はこれらの測定値と10%以下の範囲で一致し、加速レンズの性質から電圧を外挿することで最大電圧の300keVにおいてもレンズ系が設計通りに機能していることが分かった。これから、このレンズ系の基本構造を用いることによりMeV領域の小型イオンマイクロ形成装置を開発できる見通しが得られた。