AbstractHigh perveance ion beams are required for heavy-ion inertial fusion drivers. The current limit of a low energy beam transport line is enhanced by space-charge compensation. It rise time is several hundreds of microseconds under the supposition that electrons are produced by residual gas ionization only. Therefore the rise time depends on the residual gas pressure and ionization cross-section. This is of special interest for pulsed ion beams, with a pulse length close to or below that range. To study this compensation process, we developed a time-resolving residual gas ion energy spectrometer with single-particle detection; the available time resolution is about 2 μs. Experimental results are presented and compared with a theoretical prediction.
高パービアンスイオンビームは、重イオン慣性核融合ドライバーに必要とされる。低エネルギー輸送ラインの電流限界は、空間電荷補償によって向上する。その立ち上がり時間は、残留ガス電離のみによって電子が生成されると仮定した場合、数百マイクロ秒である。したがって、立ち上がり時間は残留ガス圧力と電離断面積に依存する。これは、パルス長がこの時間域に近いかそれ以下であるパルス状イオンビームにとって特に重要である。この補償過程を研究するため、我々は単一粒子検出による時間分解型残留ガスイオンエネルギー分析器を開発した。利用可能な時間分解能は約2μsである。実験結果を示し、理論的予測と比較する。