JP2014-22350A2014.2.pdfVIP

(57)【要約】 【課題】レーザー駆動型の加速機構を用いて、高エネル ギーのイオンビームを安定して得る。 【解決手段】レーザー光２０は、レーザー光源から発せ られ、クラスターガス（ターゲット）３０中のクラスタ ーやガス分子をプラズマ化する。このため、レーザー光 ２０は、クラスターガス３０内やその近傍で集光するよ うな構成とされる。クラスターガス３０は、Ｈ 分子３ ２ １からなるガス中に、多数のＣＯ 分子が凝集してナノ ２ 粒子化したＣＯ クラスター３２が分散した形態となる ２ 。高エネルギーの陽子ビームを得るために、最適な集光 点の位置はノズル４０の中心から見て手前側の１０％～ １５０％の位置であり、ノズル４０がＯＮとされてから ＯＦＦとされるまでの間の期間の初期１０～２０％程度 の期間にレーザー光２０を照射することが好ましい。 【選択図】図１ (2) 【特許請求の範囲】 【請求項１】 　ノズルから水素を主成分とする第１成分のガスと第２成分のガスの混合ガスが真空中に 噴出されることによって前記第２成分のガスの分子からなるクラスターが前記第１成分の ガス中に分散した形態で前記ノズルから柱状に形成されたクラスターガスに対し、前記混 合ガスの噴出方向と略垂直の方向からパルスレーザー光を照射することによって前記クラ スターガスをプラズマ化し、前記クラスターガスを構成する原子をイオン化して加速する イオン加速方法であって、 ８ 　前記クラスターガス中における前記クラスターの密度を２．０×１０ ～２．０×１０ １０ｃｍ－３の範囲とし、 10 　前記パルスレーザー光を、前記ノズルの開口の半径を１００％として、前記柱状に形成 されたクラスターガスの中心軸から前記パルスレーザー光が照射される前方に向かって１ ０～１５０％の位置で集光させることを特徴とするイオン加速方法。 【請求項２】 　前記混合ガスの噴出時間を０．０１～１０ｍｓとし、前記噴出時間に対応して形成され た前記クラスターガスの生成タイミングにおける生成時から前記噴出時間の１０～２０％ の範囲において前記パルスレーザー光を前記柱状に形成されたクラスターガスに照射する ことを特徴とする請求項１に記載のイオン加速方法。 【請求項３】 　前記第２成分のガスはＣＯ であることを特徴とする請求項１又は２に記載のイオン加 20 ２ 速方法。 【請求項４】 　クラスターガスにパルスレーザー光を照射し、前記クラスターガスをプラズマ化し、前 記クラスターガスを構成する原子をイオン化して加速するイオン加速装置であって、 　水素を主成分とする第１成分のガスと第２成分のガスの混合ガスを真空中に噴出し、前 記第２成分のガスの分子からなるクラスターが前記第１成分のガス中に分散した柱状の形 態とされた前記クラスターガスを生成するノズルと、 　前記パルスレーザー光を発振するレーザー光源と、 　前記パルスレーザー光を予め設定された集光点で集光するように前記クラスターガスに 照射させる集光光学系と、を具備し、 30 ８ 　前記クラスターガス中における前記クラスターの密度を２．０×１０ ～２．０×１０ １０ｃｍ－３の範囲とし、 　前記集光点を、前記ノズルの開口の半径を１００％として、前記柱状に形成されたクラ スターガスの中心軸から前記パルスレーザー光が照射される前方に向かって１０～１５０ ％の位置とすることを特徴とするイオン加速装置。 【請求項５】 　前記混合ガスの噴出時間を０．０１～１０ｍｓとし、前記噴出時間に対応して形成され た前記クラスターガスの生成タイミングに