産学連携

2016年4月20日

非接触型イオンビーム強度モニター

理研No. 08150

発明者

加治 大哉、森本 幸司(超重元素分析装置開発チーム)、門叶 冬樹(前: 森田超重元素研究室、現:超重元素分析装置開発チーム)

背景

非接触型イオンビーム強度モニターは、原子番号113番の新元素探索実験において開発された技術です。ハイパワー化するイオンビーム加速器施設において、ビームを停止せずオンラインで効率的にビーム強度をモニターする必要性から考案されたものです。時系列でデータを取得することで、加速装置の安定度をモニターする事も可能になります。

概要

イオンビームが希薄なガス中を通過する際の相互作用で生じるガスシンチレーションを光学フィルターに通した後、光電子増倍管で信号増幅しパルスモードで発光強度を測定します。ガスシンチレーションの発光強度はビーム強度との相関関係を利用することで、広い強度ダイナミックレンジで非接触測定を行えます。従来法の一つである電荷誘導ピックアップ型ビーム強度モニターでは困難な弱い強度でも測れることが本発明の特徴です。

ビーム強度測定の従来法と本発明の図

図1:ビーム強度測定の従来法と本発明

ガスシンチレーションの発光強度とビーム強度の相関関係の図

図2:ガスシンチレーションの発光強度とビーム強度の相関関係

非接触型イオンビーム強度モニター装置の構成の図

図3:非接触型イオンビーム強度モニター装置の構成

利点

  • 非接触イオンビーム強度測定
  • オンライン測定
  • 広い強度ダイナミックレンジ
  • 微弱強度に対応

応用

  • 非接触イオンビーム強度測定
  • ガス荷電ストリッパーとの併設
  • 超重元素探索における膜厚減衰モニター
  • 加速装置安定度モニター

文献情報

  1. 特許第6308514号
  2. D. Kaji, K. Morimoto, and F. Tokanai, Nucl. Instr. and Methods A737, p.p.19-21 (2014).

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