アーク放電型小型イオン源における高プロトン比ビーム生成機構の解明

森下 卓俊; 伊賀 尚*; 井上 多加志; 今井 剛; 柏木 美恵子; 清水 崇司; 谷口 正樹; 花田 磨砂也; 渡邊 和弘

第1回21世紀連合シンポジウム; 科学技術と人間論文集, p.221 - 224, 2002/11

90%以上の高プロトン比で、かつ電流密度の高い高輝度正イオン源が、国際核融合材料照射施設(IFMIF)において要求されている。従来、核融合用イオン源開発において、イオンの閉じ込めを向上するためイオン源の大型化がプロトン比向上に適していることが示されたが、加速器用イオン源は単孔ビームで十分であり、効率や装置の単純化等の観点から、イオン源は小型であることが望ましい。小型のイオン源で高いプロトン比を生成するためには、プロトン生成の機構を把握し、高いプロトン比が得られる条件を積極的に与える必要がある。そこでレート方程式を用いてイオン源プラズマ中でのプロトンの生成過程を調べ、小型イオン源における高プロトン比生成機構について、実験結果と対比させた。その結果、従来より考えられていた分子イオンの電離によってプロトンが主に生成されるが、磁気フィルターの効果により小型のイオン源においても高プロトン比ビームの生成が可能であることを示した。

Characterization of multistep photoionization sequence

宮部 昌文; 若井田 育夫; 赤岡 克昭; 大場 正規; 有澤 孝

Laser Advanced Materials Processing,Vol. 2, p.1239 - 1243, 1992/06

レーザー多段階光電離分光法は、レーザー同位体分離や超微量分析の基礎プロセスとして重要である。その検出効率やエネルギー効率を向上させるためには、電離効率の高い電離スキームを探索することが必要であるが、各々のスキームで最適な光強度を導いて最も効率の高いスキームを決定するいわゆる最適化計算に関する研究はこれまでほとんど行われてこなかった。そこで我々は、多段階スキームを1段階スキームに近似することにより、多段階電離効率を最適化する簡単な方法を考案した。また、その近似精度を確認するため、実際の2段階スキーム断面積を測定し計算値との比較を行った。

レーザー法同位体分離基礎過程の解析

有澤 孝; 成瀬 雄二; 岩本 多實

JAERI-M 9444, 45 Pages, 1981/04

JAERI-M-9444.pdf:1.0MB

原子法によるレーザー同位体分離は、単色性の良いレーザー光線を中性原子ビームに照射することにより原子の同位体シフトを分別して選択励起を行ない、この原子を何らかの方法で固定回収することにより達成される。従って本方法は、原子ビームの発生、選択励起、光電離、回収の各基礎過程に分割することができる。本報告では励起レーザーにより選択励起された原子に電離レーザーを照射して光電離し、静電圧により回収する濃縮モデルを選定し、これらの基礎過程を明確にすると同時に分離特性についても解析を加えた。すなわち、着目原子、非着目原子各々に対する三準位エネルギーモデルを考え、各原子間のエネルギー交換、電荷交換を考慮することによって濃縮に与える各パラメータの影響を解析した。これらパラメータとしては、蒸発温度、励起レーザー出力、電離レーザー出力、電極のレーザー方向および原子ビーム方向長、それに電極間距離を選んだ。