研究背景 電荷移行反応とは・・・ 核融合（重水素 + 三重水素→ヘリウム原子核+中性子） ・・・しかし、 1 電荷移行反応とは・・・ W+ + H2 → W ex. 核融合（重水素 + 三重水素→ヘリウム原子核+中性子） 1億度℃（10 keV） プラズマ状態 不純物イオン（高Z金属,CFC材 etc.）＋H2 or He プラズマ冷却 ダイバータ※の材料としてタングステンが検討されている。 ※プラズマ周辺の不純物や燃料の燃えカスであるヘリウムの排気 ・・・しかし、 タングステンイオンの電荷移行断面積データが少ない。
不純物の含まないタングステンイオンビームの生成 研究目的 2 低エネルギー（keV領域）のWイオンと 水素、ヘリウムの電荷移行断面積の絶対値測定 実験装置の開発 特に・・・・ 不純物の含まないタングステンイオンビームの生成 標的気体の精度よい圧力測定 成果 3.9 and 3 keV W+ + H2 → W の断面積決定
製作した スパッタ型イオン源 20 keV Ar + 遮蔽板 引き出し電極 ターゲットホルダー 絶縁体 タングステン板 イオンビーム 3 絶縁体 デフレクタ アインツェルレンズ ターゲットホルダー 20 keV Ar + タングステン板 遮蔽板 引き出し電極 イオンビーム 製作した スパッタ型イオン源 75 150 mm
加速電圧：1,000 V、レンズ電圧：730 V、上下方向デフレクタ電圧：100 V 3D‐SIMIONによるイオン軌道シミュレーション (a) スパッタ型イオン源断面図 (b) 電位勾配 W+ ビーム 加速電圧：1,000 V、レンズ電圧：730 V、上下方向デフレクタ電圧：100 V ― イオン軌道、― 等電位線
セットアップ ・ガスセル 長さ：40 mm、入口径：1 mm、出口径：3.5 mm ・2次元MCP（Wedge and Strip anode）の有効寸法：13 mm×45 mm ・45°分析磁石：最大0.7 T (4 keV W+偏向可能) ・イオン源の加速電圧：0.5～5 kV TMP(300 l/s)+DP(300 l/s) 4.5×10－5 Pa W target TMP(300 l/s) 7.7×10－5 Pa TMP(150 l/s) 1.4×10－4 Pa ・イオン源の加速電圧：0.5～5 kV ・45°分析磁石：最大0.7 T (4 keV W+偏向可能) ・ガスセル 長さ：40 mm、入口径：1 mm、出口径：3.5 mm
質量分析スペクトル ※Ta（181） m /Δm = 74 加速電圧：1,000 V 5 ※Ta（181） m /Δm = 74 加速電圧：1,000 V ※ 182W:26.5% , 183W:14.30% , 184W:30.64% , 186W:28.43%
検出器及び計測システム wedge middle strip horizontal vertical AMP temperature 6 temperature pressure 2.7×10－3 Pa/℃ 10－2 Pa台 W M S AMP List mode ADC wedge middle strip horizontal vertical Data logger temperature pressure 2.7×10－3 Pa/℃ 10－2 Pa 台
純粋なW+イオンの選択 10 W W+ ①≫②、③、④（①は約5倍） ③の一番ピークの大きい位置で断面積測定
3 keV W+ + H2 → W 位置スペクトル W+：1.3 mm W ：3.8 mm ターゲット厚さ 半値幅 11 ターゲット厚さ －6.1×1013（/cm2） －1.0×1014（/cm2） －1.4×1014（/cm2） －1.8×1014（/cm2） －2.2×1014（/cm2） 半値幅 W+：1.3 mm W ：3.8 mm
3 keV W+ + H2 → W 断面積 誤差 ガス圧力測定 ±8% セル実効長 ±5% Fraction ±6% 12 誤差 ガス圧力測定 ±8% - ガス圧力変動 - 温度変動 - 読み取り精度 セル実効長 ±5% Fraction ±6% - ピーク分離 - カウンティング s10 = (1.39±0.16)×10-18 cm2 誤差：11.4 %
最終結果 W+ + H2 → W 3 keV (1.50±0.15)×10－18 cm2 10％ 13 3 keV (1.50±0.15)×10－18 cm2 10％ ① (1.39±0.16)×10－18 cm2 ② (1.72±0.24)×10－18 cm2 3.9 keV (2.29±0.20)×10－18 cm2 8.8％
他の金属イオンデータ 14
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