Present status of RIKEN microbeam project

Abstract

A beam collimation method, chosen to produce heavy ion microbeam, failed because the heavy ions, scattered from the collimator, worsen the beam quality. As an alternative method, an energy degrader with a very small hole was employed instead of the collimator. Some heavy ions lose their energies at the energy degrader. In this method, a few ions, which pass through the hole without losing energies, are separated and collected on the target. The size of beam was determined by using a 80 micrometers thick Cu foil as the energy degrader. Diameter of the hole was 100 micrometers. When the (20)Ne(10+) ions of 135 MeV/nucleon pass through the energy degrader, they are predicted to lose one percent of their energy. Position sensitive Si detector was set at the end of the beam course to measure the size of the beam. The performance of the detector was examined by using alpha source of Am-241. The detector was found to have a sufficient position resolution. Measured beam size showed very sharp peaks which corresponded to the holes of the energy degrader.

重イオンマイクロビームを作るために選んだビームコリメーション法はコリメータから散乱される重イオンがビームの質を悪くするために失敗した。これに変わる方法として、非常に小さな穴を持ったエネルギーデグレーダをコリメータの代わりに採用した。重イオンはこのエネルギーデグレーダでエネルギーを失うが、この方法では、エネルギーを失わずに穴を通過する若干のイオンを分離し標的に照射する。エネルギーデグレーダとして80マイクロメートル厚さのCu箔を使ってビームの大きさを同定した。穴の直径は100マイクロメートルとした。135MeV/核子の(20)Ne(10+)イオンがエネルギーデグレーダを通るとき、イオンは1%のエネルギーを失うことになる。ビームの大きさを測定するために、位置敏感Si検出器をビームコースの終わりに配置した。この検出器の性能は、Am-241のα線源を使って調べた。検出器は充分な位置分解能を持っていることが分かり、ビームの大きさの測定結果は、エネルギーデグレーダの穴に対応する非常に鋭いピークを示した。