Foil aging problems in beam-foil spectroscopy

Abstract

In beam foil spectroscopy, the status of the foil is very important to the photon generation by the subsequently decaying foil excited by ions. In a series of beam foil spectroscopy experiments performed at RILAC (RIKEN Linear Accelerator), foils with thickness of either 10 or 40 micrograms per square cm have been used. It was considered that 1 hour exposure to the beam would be sufficient to prepare the foil for stable use. However, it has been found that the foil actually never really stabilizes, or that it does so after more than 20 hour, which was the longest time, as far as a single foil has ever been used. In measuring lifetime decay curves for foil excited by ions, a fixed foil position was chosen to measure the foil aging properties. That is, the foil was returned to a fixed slit foil separation every 1 or 2 hour and spectra were recorded. It was found that the foil aging property depends on both beam energy and the ion species passing through the foil, and may depend, to some extent, on the type of foil used.

ビームフォイル分光法において、フォイルの状態はフォイル励起イオンの引き続いて起こる減衰による光子生成にとって非常に重要である。RILAC(理研線形加速器)において行った一連のビームフォイル分光の実験においては、平方センチメートル当たり10ないしは40マイクログラム相当の厚さをもつフォイルを用いた。フォイルは1時間もビームに曝すと安定な検知器として動作することが分かった。しかし、実際はフォイルはなかなか安定な状態にはならず、これまでの最長時間である20時間のビーム照射後も同じようであった。イオンによって励起されたフォイルの寿命の減衰曲線を測定する場合には、フォイルのエイジング特性を測定するためにフォイルの位置を固定した。フォイルを1時間あるいは2時間ごとに固定されたスリット-フォイルの距離に戻しスペクトルを測定した。フォイルのエイジング特性はそれに入射するビームのエネルギーとイオンの種類に依存し、ある程度、使用するフォイルの種類に依存することが判明した。