静電型イオン蓄積リング（ TMU E-ring ）

静電型イオン蓄積リングはイオンビームを偏向，収束，発散させながらリング状の真空 槽内に長時間イオンを蓄積する装置である [12–15]．本学設置の静電型イオン蓄積リング

5.5

5.0

4.5

4.0

3.5

10^-1 pressure / Pa

2nd Stage

temperature / K

10^-2 10^-3

10^-4 10^-5

10^-6 10^-7

図2.39 Heガス導入による2nd Stageの温度変化

（TMU E-ring）の概略図を図2.48に示す．4つの10^◦ 平行平板偏向電極（10^◦DEF）と 2つの160^◦ 円筒型偏向電極（160^◦DEF）を用いてイオンを周回させている．

ビーム入射部に設置されている10^◦DEFはリング内に入射するイオンのスイッチング に用いられる．また，水平方向の収束，発散には4つの4極電極（QD）を，垂直方向の 収束，発散にも同様に4つの4極電極（QF）を使用する．イオンが数秒間，リングに蓄 積されると重力による軌道の変化が生じる．この効果を緩和するため，4箇所に垂直偏向 電極（VST）を用いている．形状はレーストラック型で周回長は7.736 mである，レー ザー合流のため，2つの直線部がある．中性化ビームについては直線部ライン延長上に設 置された検出器によって測定可能である．具体的にはMCPと蛍光板を組み合わせ，その アナログ信号の蛍光をCCDカメラによりデジタル化して読みとり，位置とビーム強度情 報を引き出す．

リング内を周回しているイオンビームをモニターするために，円筒を4分割した電極か ら構成されるビーム位置モニター（BPM）が4箇所に設置されている．リング内を周回 しているイオンパルスビームがこのを通過することで発生した誘導電荷を検出することに より，イオンパルスビームの重心や周回時間構造が導ける．この時間構造をフーリエ変換 することによってイオンビームの高精度質量分析も可能である．また，ビームの直接的測 定としてビューワーを2箇所に設置してある．

高速イオンビームを長時間蓄積するため，6台のゲッターポンプと4台のイオンポンプ

2.9 静電型イオン蓄積リング（TMU E-ring） 39

図2.40 差動排気部の全体図

図2.41 差動排気壁

図2.42 イオン加速部の全体図 図2.43 パルス加速装置の全体図

により，リング内の真空は10⁻⁹台の超高真空に保たれている．

また，本学設置の静電リングの大きな特徴として，周回ビーム周辺の環境温度を液体窒 素温度にまで冷却可能であることがあげられる．2系統に分かれてリング内に張り巡らさ れている配管に液体窒素を流入し，冷却する．リング内各電極全てを内部に取り込むよう に設計されている．

図2.44 パルス加速装置の構成図

potential 15 kV

図2.45 パルス加速装置模式図

voltage / V

0.0

-0.2

-0.4

-0.6

-0.8

-1.0

3 4 5 6 7 8×10^-3

time / s

図2.46 昇圧タイミング依存性

voltage / V

0.0

-0.2

-0.4

-0.6

-0.8

-1.0

3.15 3.30×10^-3

time / s

3.20 3.25

図2.47 昇圧タイミング依存性（拡大図）