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論文

高電圧端子内ECRイオン源設置計画,2

松田 誠; 藤井 義雄*; 竹内 末広; 吉田 忠

第15回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.62 - 64, 2003/03

原研タンデム加速器では得られるビームのエネルギー,強度,イオン種の拡大を目的に高電圧端子内にECRイオン源を設置する計画を進めてきた。第1段階では基本的な技術の取得及び機器の開発のため、加速器本体に大きく手を加えることなく設置が可能な小型の永久磁石型ECRイオン源(RF周波数10GHz、出力200W)を搭載した。主に水素,酸素及び希ガスイオンの加速に利用され、利用実績も上がってきている。しかし現在のイオン源は性能的にはまだ十分ではないので、計画の第2段階として、より高性能なイオン源を設置する計画を進めている。イオン源には14.5GHz,200Wの永久磁石型ECRイオン源(SUPERNANOGAN)を採用する。このイオン源はかなり大きなものであるため、現在のイオン源位置には設置せず、ガスストリッパー装置を撤去しそこにTECRIS用の入射90度電磁石を配置しイオン源を接続する。この配置だと180度電磁石をビームの分析電磁石として使用することができるため、現在より広範な電荷領域にわたってイオンを選択することが可能となる。これによりSUPERNANOGANからの加速が実現すれば現在の加速器の性能を凌駕し、高質量のイオンについては引き出されるイオンの電荷が倍増、つまりエネルギーの倍増が期待できる。

論文

高電圧端子内設置に向けたECRイオン源のビーム生成試験及び機器開発

松田 誠; 竹内 末広; 吉田 忠; 花島 進; 藤井 義雄*

第14回加速器科学研究発表会報告集, p.170 - 172, 2003/00

原研タンデム加速器では得られるビームのエネルギー,強度,イオン種の拡大を目的に高電圧端子内にECRイオン源を設置している。計画の第1段階で、基本的な技術の取得及び機器の開発のため、加速器本体に大きく手を加えることなく搭載することが可能な小型のイオン源を設置した。現在、高電圧端子内ECRイオン源により、ヘリウムを除く希ガス及び水素,窒素,酸素の加速が行われている。今回は計画の第2段階として14.5GHz, 200Wの永久磁石型ECRイオン源を設置する予定である。これによりさらに高多荷イオンの生成が可能となりビームエネルギー・強度ともに現状以上に増強することができる。これまでに試験台にてビーム生成試験及び動作特性の測定を行った。また特殊な環境下である端子内に設置される機器に対する新たな制御方式の開発を行っている。

論文

ターミナルECRイオン源からのビーム加速実験

松田 誠; 竹内 末広; 小林 千明*

第12回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.113 - 116, 1999/00

1998年2月の定期整備にあわせ小型のECRイオン源が原研東海の20MV折り返し型タンデム加速器の高電圧端子に設置された。イオン源を設置してから放電による電源類の故障や高圧ガスによる真空トラブルが発生した。一方で実験ユーザーへのビームの供給も始まり、長時間の連続運転を行ったことからいくつかの問題点も判明した。また装着できるガスボンベの数を3つに増やし現在H,N,O,Ar,$$^{129}$$Xe,$$^{136}$$Xeが加速可能である。H$$^{+}$$,O$$^{3+}$$ビームについては加速器の限界である3$$mu$$A、0.5p$$mu$$Aをそれぞれ出すことができた。Xeビームにおいては15,16,18荷の有数のイオンをそれぞれ73,48,9.4p$$mu$$A加速することに成功した。これは近い質量数であるIビームの負イオン源からの入射と比較すると、エネルギー、ビーム電源ともに上回る結果となり当初の目的が達せられた。

論文

In-terminal ECR ion source of the tandem accelerator at JAERI

松田 誠; 小林 千明*; 竹内 末広

Proc. of 14th Int. Workshop on ECR Sources (ECRIS99), p.176 - 179, 1999/00

タンデム加速器では負のイオンを高電圧端子に向けて加速してから炭素薄膜を通過させ電子を剥ぎ取り正の高多価イオンに変換し再び地上電位に向けて加速することで高いエネルギーを得ている。しかしイオンが重いと炭素薄膜の寿命が短くなり、またビーム強度も小さくなる問題を持っている。ECRイオン源はこれよりも高い電荷数のイオンを直接発生できることから静電加速器の高電圧端子に設置することでエネルギー、ビーム強度を増強することが可能である。超小型のイオン源(NANOGAN)が入手できるようになり、これを原研タンデム加速器に設置した。加速テストではH$$^{+}$$,O$$^{3+}$$,Ar$$^{6+,8+,9+}$$,$$^{132}$$Xe$$^{12+,13+}$$のイオンの加速に成功し、ECRイオン源のタンデム加速器への利用はこれが世界で初めてである。ECRイオン源の新たな利用法としてこれまでの経過と開発成果を報告する。

論文

Use of an ECR ion source in the high voltage terminal of the tandem accelerator at JAERI

松田 誠; 小林 千明*; 竹内 末広

Proc. of 8th Int. Conf. on Heavy Ion Accelerator Technology, p.65 - 73, 1998/00

タンデム加速器では負のイオンを一度高電圧端子に向けて加速してから炭素薄膜にぶつけて電子をはぎ取り高い電荷数にしてアース電位に向けて再加速することによって高いエネルギーを得る。しかし、イオンが重いと炭素薄膜が短時間で破れること、ビーム強度が小さくなるなどの問題がある。ECRイオン源はこれよりも高い電荷数の重イオンを直接発生できることから、タンデム加速器の高電圧端子内に設置すればエネルギーとビーム強度を増強することができる。超小型のECRイオン源(NANOGAN)が入手できるようになり、これを原研タンデムに設置した。加速テストでは、H$$^{+}$$,O$$^{3+}$$,N$$^{2+}$$,Ar$$^{6+,8+,9+}$$,$$^{132}$$Xe$$^{12+,13+}$$のイオンの加速に成功している。ECRイオン源のタンデム加速器への利用例はこれが世界で初めてである。

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