AbstractA heavy ion beam probe (HIBP) has been used as a reliable method to measure the plasma potential and its fluctuation in a magnetically confined fusion plasma. On the large helical device (LHD) an Au+ beam produced by a 3 MV tandem acceleration system will be used. It is necessary to optimize the charge fractions and minimize the energy broadening of the Au+ beam. Charge fractions can be calculated from electron loss and electron capture cross-sections. It is predicted that the optimum gas thickness for Au+ beam production is about 4 × 1014 cm−2. The broadening due to electron stripping is calculated to be several electronvolts and does not depend on the target mass. The energy straggling due to multiple collisions at the optimum target thickness can be calculated theoretically taking the lower limit of the impact parameter into account. Consequently, the total energy width of the Au+ produced by a tandem system might be about 100 eV.
重イオンビームプローブ（HIBP）は、磁場閉じ込め核融合プラズマにおけるプラズマポテンシャルとその変動を測定するための信頼性の高い方法として用いられてきた。大型ヘリカル装置（LHD）では、3 MVタンデム加速システムによって生成されたAu+ビームが使用される予定である。Au+ビームの電荷分布を最適化し、エネルギー幅の増大を最小化する必要がある。電荷分布は、電子損失断面積と電子捕獲断面積から計算することができる。Au+ビーム生成のための最適なガス厚は約4×10^14 cm^-2であると予測されている。電子剥離によるエネルギー幅の増大は数電子ボルトと計算され、ターゲット質量には依存しない。最適なターゲット厚における多重衝突によるエネルギーストラグリングは、衝突パラメータの下限を考慮に入れることで理論的に計算することができる。その結果、タンデムシステムによって生成されたAu+の全エネルギー幅は約100 eVになる可能性がある。