セシウムフリー大電流負イオン源の研究

无铯强流负离子源的研究

• 批准号: 17760670
• 负责人: 谷口 正樹
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760670/
• 关键词: 負イオン源; 低仕事関数材; 6ホウ化ランタン; 酸化バリウム; 水素負イオン源; 低仕事関数; 負イオン表面生成; アルカリ金属照射材; 表面生成; アルカリ金属照射

従来の負イオン源では、負イオン生成促進のため少量のセシウムを添加し、仕事関数の下がった表面での負イオンの表面生成を利用している。本研究では、セシウムを使用することなく高密度の負イオンを生成することのできる負イオン源開発のための基礎研究として、低仕事関数材料に着目し、負イオン源への適用可能性を検討している。平成19年度においては、平成18年度までに作成したアルカリドープタングステン、六ホウ化ランタン、酸化バリウム製プラズマ電極を負イオン源に取り付けて、イオン源動作環境下での仕事関数測定試験を行った。イオン源内のプラズマ電極の仕事関数計測のために、〜1273Kまで加熱した各種電極の熱電子を測定する方法と、レーザー照射による光電子測定する方法を利用した。その結果、以下の知見が得られた。1) アルカリ金属ドープ材では、基材の仕事関数とほぼ変化がなかった。電極間でグロー放電を点弧して、表面酸化層の除去を図ったが、光電子量に変化はなかった。2) 6ホウ化ランタンでは、今回試験した材料では最も低い仕事関数(2.35 eV)が得られた。また、低仕事関数を得るためには10^<-4>Pa台の高真空下で1〜2時間のべーキングが必要だが、一度ベーキングを行った後は、イオン源動作環境での低真空下(10^<-1>Pa台)においても、低仕事関数表面が維持されることがわかった。これらの結果から、今後六ホウ化ランタンを採用したプラズマ電極を使用して、実際の負イオン生成試験を開始する予定である。

在常规的负离子源中，添加了少量的剖宫，以促进负离子的产生，并且利用了较低工作功能的表面表面产生。这项研究的重点是低功函数材料，并研究了对负离子源的适用性，这是用于开发负离子源的基础研究，这些源可以在不使用纤维的情况下产生高密度负离子。在2007年，使用碱掺杂的钨，六角甲甲状腺和氧化钡等离子体电极在2006年制备的碱掺杂钨，Lanthanum hexaboride和氧化钡源，并附有负离子源。为了测量离子源中等离子体电极的功能，使用一种方法来测量加热至〜1273K的各种电极的热电离电子，以及通过激光照射的光电测量方法。结果，获得了以下发现：1）碱金属掺杂材料中底物的工作函数几乎没有变化。在电极之间发射发光以去除表面氧化物层，但是光电子的量没有变化。 2）对于六链虫，这次测试的材料获得了最低的工作函数（2.35 eV）。此外，为了获得低工作功能，在10^<-4> pa的高真空度下需要烘烤1至2小时，但是一旦进行烘焙，在离子源操作环境中，即使在低真空度（10^<-1> PA）下，低功能表面即使在低真空（10^<-1> pa）下也保持。基于这些结果，我们计划使用Lanthanum Hexaboride开始使用血浆电极开始实际的负离子生产测试。