[发明专利]离子束电荷转换装置的旋转式电荷转换膜以及离子束电荷转换方法

说明书

本发明目的在于，提供耐热性高、无毒性、无需担心放射性活化、并且即使膜厚较薄也能使离子束多价化、且能够长期耐受高能量的射束照射的离子束电荷转换装置的电荷转换膜。一种旋转式电荷转换膜，其为在将离子束的电荷进行转换的装置中使用的电荷转换膜，其由25℃下的膜面方向的热导率为20W/mK以上的碳膜形成，该碳膜的膜厚大于3μm且低于10μm。另外，一种旋转式电荷转换膜，其为在将离子束的电荷进行转换的装置中使用的电荷转换膜，其由利用高分子烧成法制造的碳膜形成，该碳膜的膜厚大于3μm且低于10μm。

技术领域

本发明涉及在离子束电荷转换装置中使用的旋转式电荷转换膜、以及使用旋转式电荷转换膜的电荷转换方法。

背景技术

在离子束加速器中，为了高效地使射束加速，需要从离子中去除电子并调整为目标价数。为了从离子中去除电子并调节为适当的价数，电荷转换膜发挥了重要的作用。作为电荷转换膜，报告了液体锂、铍、碳膜、碳硼复合膜、碳纳米管复合膜、碳-有机复合膜(非专利文献1)。

专利文献1中，也报告了对在玻璃基板上真空蒸镀氯化镍而得到的蒸镀基板通过电弧放电等方法来蒸镀碳膜，并将该膜用作电荷转换膜。另外，专利文献2中，作为电荷转换膜还报告了碳硼复合膜。

专利文献3所公开的碳纳米管(CNT)复合膜虽然物理强度变高，但耐热性变低，因此有时会因长时间的运行而造成破损，此时需要停止加速器的运行等，在可靠性上存在问题(非专利文献2)。

另外，为了不使通过电荷转换膜后的射束能量过于降低，使电荷转换膜的膜厚较薄即可，但另一方面，若膜厚较薄，则难以使通过后的射束多价化。进而，由于离子束为高能量，因此向电荷转换膜施加的负荷大，对电荷转换膜要求耐久性。于是，为了提高耐久性，尝试了使电荷转换膜为旋转式从而避免射束集中照射于电荷转换膜的特定部位(非专利文献2)。

非专利文献3中，公开了在电荷转换中使用氢、氦的气体剥离器(gas stripper)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭55-23035号公报

专利文献2：国际公开第2007/058224号小册子

专利文献3：日本特开2009-87581号公报

非专利文献

非专利文献1：27th International Conference of the InternationalNuclear Target Development Society(INTDS-2014)Tokyo，Japan，August，2014.

非专利文献2：Hasebe H.et al、DEVELOPMENT OF NEW FOIL COMPOUNDED FROMCARBON NANOTUBE AND SPUTTER-DEPOSITION CARBON、Journal of Radioanalytical andNuclear Chemistry，2014，299，1013-1018.

非专利文献3：Hiroshi Imao et.al、STUDY OF GAS CHARGE STRIPPER FORACCELERATION OF HIGH-INTENSITY HEAVY ION BEAM、Proceedings of the 8th AnnualMeeting of Particle Accelerator Society of Japan、August 1-3、2011、Tsukuba、Japan

发明内容

发明要解决的问题