アルファ粒子計測及びダイバータモデリングのためのHe^0/He^*ビーム開発

用于 α 粒子测量和偏滤器建模的 He^0/He^* 光束开发

基本信息

批准号：
08J06236
负责人：
田中のぞみ
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

ヘリウム負イオンビーム(He^-ビーム)源に取り付けた全長8cm程度のドリフトチューブ中の2カ所の計測地点における高速(140keV程度)He^-ビーム及び、ヘリウム中性粒子ビーム(He^0ビーム)量を計測することで、1)自然飛行のみによるHe^-ビームの輸送、2)高速のHe^0ビームの生成に関する研究を行った。基底状態の電子状態を持つ中性ヘリウムビームを得るためには、中性化セル等を用いずにHe^-ビームを自然飛行させ、極力静電加速管のレンズ効果のみを用いてビームを輸送する必要がある。研究では最下流までのビーム輸送に成功し、主なビーム損失は加速管出口でビームが持つ初期広がりに起因することを予測した。He^0ビーム生成に関しては、飛行距離に対するHe^0ビーム量の増加を確認し、この結果から得られたHe^-イオンからの電子脱離の寿命は、文献値とほぼ一致し、また最下流にけいて40nA相当量のHe^0ビーム生成に成功した。また、He^-ビーム生成の際に用いるリチウムセルの運転時間及び、He^+ビームからのHe^-ビーム生成に関わる荷電交換断面積を実験により求め、運転時間、荷電交換率双方の点から荷電交換ガスとしてのリチウム使用の有用性を示した。また、生成されたHe^-ビームのエミッタンスを実験的に求めた。以上のことから昨年度の成果と合わせて、He^-ビームからの電子の自然脱離を利用したHe^0ビーム生成の原理が検証、実証されたと言える。更にこれらの成果を受けて実機開発に向けた提案を示した。HeH^+分子イオンの乖離を利用したHe^0ビームの生成方法に関する研究ではHeH^+イオン源からの引き出し直後におけるビーム軌道の計算を行い、ビームの質量弁別のためのウィーンフィルターの設計、試験器の制作を行った。

通过测量高速（大约140 keV）的量，他在漂移管中的两个测量点中^梁和氦中性粒子束（He^0光束），总长度约为8 cm，与氦负离子束源连接约8 cm，我们对1进行研究。为了获得具有基态电子状态的中性氦束，必须自然地飞行He^梁，而无需使用中和细胞，并使用静电加速器管的透镜效应尽可能地运输束。该研究成功地将光束传输到最下游，预测主梁损耗是由于梁在加速器管出口处的初始扩散所致。关于HE^0梁的产生，相对于飞行距离的He^0梁的数量增加，并且从该结果获得的电子解吸的寿命与文献值大致一致，并且He^0梁的产生达到40 na下游。此外，通过实验确定了与He^+ beam产生的He^beam产生有关的锂电池的工作时间和与He^beam产生有关的电荷交换横截面区域，这是通过实验确定的，表明将锂用作He^+ Beam的电荷交换气体的有用性，从HE^+ beam中，在运营时间和电荷汇率方面。此外，通过实验确定了产生的he^beam的发射。从上面，可以说使用He^bbeam的电子自然解吸的He^0光束产生原理，已经得到验证和证明。此外，为了响应这些结果，我们提出了有关实际机器开发的建议。在使用HEH+分子离子的偏差生成He^0梁的方法中，从HEH+离子源提取后立即计算束轨迹，并设计了维也纳滤光片以进行梁质量歧视，并进行了测试仪的产生。