WO2007058224A1

WO2007058224A1 - 炭素フォイルの作製方法、炭素フォイル、この炭素フォイルを利用した荷電変換用ストリッパーフォイル、及び炭素フォイルの作製装置

Info

Publication number: WO2007058224A1
Application number: PCT/JP2006/322781
Authority: WO
Inventors: Isao Sugai; Michihiro Oyaizu; Yasuhiro Takeda
Original assignee: High Energy Accelerator Research Organization
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2006-11-15
Publication date: 2007-05-24
Also published as: JPWO2007058224A1; JP5309320B2

Abstract

　イオンビームのエネルギーの高低に依存することなく、加速器などで使用する炭素フォイルに耐久性を付与し、長寿命化を図る。炭素に対して所定の割合でボロンを含有する蒸着源を準備し、この蒸着源から前記炭素及び前記ボロンを蒸発させ、所定の基板上に堆積させて前記炭素及び前記ボロンを含む炭素フォイルを形成する。

Description

明細書

炭素フォイルの作製方法、炭素フオイル、この炭素フォイルを利用した荷電変換用ストリッパーフオイル、及び炭素フォイルの作製装置

技術分野

[0001] 本発明は、炭素フオイルの作製方法、及び炭素フオイルの作製装置に関し、さらにはこれらの方法及び装置を用いることによって得た炭素フオイル、及びこの炭素フォィルを利用した荷電変換用ストリッパーフオイルに関する。

背景技術

[0002] 近年の加速器におけるイオン源の発達に伴い、高エネルギー及び高強度の重ィォンビームなどに対しては、炭素フオイルは、電流を著しく大強度化した、例えば荷電変換用ストリッパーフオイルとして重要な役割を果たしている。し力しながら、前記炭素フオイルは、このようなイオンボンバードメントに対しては十分な寿命を有して！/、ない。したがって、フオイルの交換作業者の多量被爆の重大な問題が起こり、効率的な加速器の運転に際しては、前記炭素フォイルの長寿命化が望まれて、る。

[0003] かかる観点より、長寿命化を目的として、種々の炭素フォイルが開発されており（非特許文献 1〜5参照）、特に AC放電及び DC放電を制御して得た炭素フオイルにおいては、ある程度の長寿命化が達成されている（非特許文献 6参照)。し力しながら、このようにして得た炭素フォイルは低エネルギーのイオンビームのみならず、 800Me V程度の高エネルギーのイオンビームに対しても十分に使用することができな力つた。また、 1500°C以上の高温度においても使用することができな力つた。

[0004] また、炭素フオイルに代えて、熱伝導の優れたダイヤモンドフオイルなども用いられるようになってきている力このようなダイヤモンドフオイルにおいても、例えば、〜18 OOKで黒鉛ィ匕して直ちに破損するようになるため、イオンビームの照射に対して十分な耐久性 (耐性)及び寿命を有して、な、のが現状である。

[0005] 非特許文献 1 : 1. Sugai, T. Hattori, K. Yamazaki, Nucl. Instr. And Meth. A265 (1988 )376

非特許文献 2 : 1. Sugai, T. Hattori, H. Muto, Y. Takahashi, H. Kato, and K. Yamaza ki, Nucl. Instr. And Meth. A282 (1989)164

非特許文献 3 : 1. Sugai, M. Oyaizu, Y. Hattori, K. Kawasaki and T. Yano, Nucl. Instr . And Meth. A303 (1991)59

非特許文献 4 : 1. Sugai, T. Hattori, M. Oyaizu, K. Kawasaki and H. Muto, Nucl. Inst r. And Meth. A320 (1992)15

非特許文献 5 : H. Muto, M. Oyaizu, I. Sugai and H. Hattori, Nucl. Instr. And Meth. 83 (1993)29

非特許文献 6 : 1. Sugai, M. Oyaizu, H. Kawasaki, C Ohmori, T. Hattori, K. Kawasaki M.J.Bor den and R.J.Macek, Nucl. Instr. And Meth. A362 (1995)70

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] 本発明は、イオンビームのエネルギーの高低に依存することなく、加速器などで使用する炭素フォイルに耐久性を付与し、長寿命化を図ることを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007] 上記目的を達成すべく、本発明は、

炭素に対して所定の割合でボロンを含有する蒸着源を準備する工程と、前記蒸着源から前記炭素及び前記ボロンを蒸発させ、所定の基板上に堆積させて前記炭素及び前記ボロンを含む炭素フオイルを形成する工程と、

を具えることを特徴とする、炭素フオイルの作製方法に関する。

[0008] また、本発明は、

炭素に対して所定の割合でボロン及びボロンカーノイドの少なくとも一方を含有する蒸着源を準備する工程と、

前記蒸着源力前記炭素並びに前記ボロン及びボロンカーノイドの少なくとも一方を蒸発させ、所定の基板上に堆積させて前記炭素並びに前記ボロン及びボロンカーノイドの少なくとも一方を含む炭素フォイルを形成する工程と、

[0009] 本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を実施した。その結果、加速器の荷電変換用ストリッパーフオイルなどとして炭素フォイルを使用する場合、その厚さを増大させればイオンビームの照射に対して比較的高い耐久性を有するとともに、長寿命化が図れることを見出した。し力しながら、このような目的で十分に厚い炭素フォィルを作製しょうとしても、従来の炭素フオイル作製方法では、十分な厚さの炭素フォィルを作製することができな力つた。

[0010] この主たる原因としては、前記炭素フオイルを作製するに際しては、所定の蒸着源を用い、この蒸着源から所定の基板上に炭素元素を堆積させて、目的とする前記炭素フオイルを作製することになるが、前記炭素フォイルの厚さが十分に厚くなると、作製途中の炭素フオイルが前記基板より剥離するようになってしまうことに起因する。例えば、 ACZDCアーク放電法では、炭素フォイルを基板上に厚さ 10 gZcm²程度に厚く形成すると、前記基板力剥離してしまい、この値以上の厚い炭素フオイルを作製することができな力つた。

[0011] 力かる現状に鑑み、本発明者らは、所定の基板上に目的とする炭素フォイルを剥離することなく厚く形成する方法を見出すベぐさらなる鋭意検討を実施した。その結果、前記炭素フオイル中に所定の割合でボロンを含有させるようにすることにより、所定の基板上に、例えば 10 gZcm²以上の厚さで厚く形成した場合においても剥離しないことを見出した。また、前記炭素フオイルが所定の割合でボロンを含んでも、ィオンビームの照射に対する耐久性に対して何らの影響を及ぼさないことを見出した。

[0012] したがって、本発明の方法及び装置によれば、炭素フォイルに対して所定の割合でボロン及びボロンカーバイドの少なくとも一方を含有させることができるので、前記炭素フオイルを十分に厚く作製することができ、イオンビームの照射に対して十分な耐久性と長寿命化とを図ることができる。

発明の効果

[0013] 以上説明したように、本発明によれば、イオンビームのエネルギーの高低に依存することなぐ加速器などで使用する炭素フオイルに耐久性を付与し、長寿命化を図ることがでさるよう〖こなる。

図面の簡単な説明

[0014] [図 1]図 1は、本発明の炭素フオイルを作製するために使用する装置の、好ましい態様を示す概略図である。 [0015] [図 2]図 2は、炭素フオイルのイオンビーム照射に対する寿命を評価するための装置の一例である。

[0016] [図 3]図 3 (a)〜図 3 (i)は、試験したフオイルの写真である。

符号の説明

[0017] 10 DCアーク放電装置

11 反応容器

12 DC電源

13 絶縁碍子

14 電極棒

15 基板

SA アノード側の炭素ロッド

SC 力ソード側の炭素ロッド

20 炭素フオイルの寿命評価装置

21 枠部材

22 SiC繊維

S 炭素フォイル

Bs イオンビーム

発明を実施するための最良の形態

[0018] 以下、本発明のその他の特徴及び利点について、発明を実施するための最良の形態に基づいて説明する。

[0019] 本発明における炭素フォイルは、炭素に加えてボロン及びボロンカーバイドの少なくとも一方を所定量の割合で含むことが必要である。その含有割合は、本発明の目的が達成できれば特に限定されるものではないが、好ましくは前記炭素の含有割合力 S60重量％〜97重量％であって、前記ボロン及びボロンカーバイドの少なくとも一方の含有割合が 40重量％〜3重量％である。炭素フオイルにおける炭素並びにポロン及びボロンカーバイドの少なくとも一方の含有割合を、このような割合に設定することによって、前記炭素フオイルを所定の基板上に形成した場合に、前記炭素フオイルを厚く形成した場合においても、作製過程にある前記炭素フォイルの前記基板に対する密着性を向上させることができ、前記基板からの剥離を抑制することができる。

[0020] したがって、前記炭素フオイルをより厚く作製することができ、イオンビームの照射に対する耐久性及び長寿命化を容易に達成することができるようになる。

[0021] なお、上述した含有割合にお!/ヽても、特に前記炭素の含有割合が約 80重量％であって、前記ボロン及びボロンカーノイドの少なくとも一方の含有割合が約 20重量％であることが好ましい。この場合においては、前記炭素フオイルの厚さの増大のみならず、前記ボロン及びボロンカーバイドの少なくとも一方を含有する何らかの物理的効果が作用して、前記炭素フォイルの厚さが同じであっても、イオンビーム照射による耐久性及び長寿命化を達成することができる。但し、上述した含有量の範囲であれば、多かれ少なかれ、前記ボロン及びボロンカーバイドの少なくとも一方を含有することによる何らかの物理的効果が出現する。

[0022] 炭素フォイルカ好ましくは上述したような組成割合を有することにより、前記炭素フオイルのボロン及びボロンカーバイドの少なくとも一方を含有する効果により基板との密着性が増大し、作製過程にある前記炭素フオイルの前記基板力の剥離を抑制することができ、前記炭素フオイルの厚さを 10 gZcm²以上とすることができる。なお、現状においては、前述したボロンの作用効果により、前記炭素フオイルの厚さを 300 0 μ gZcm²程度にまで厚くすることができる。

[0023] なお、上記炭素フォイルは、粒径 0. 02 μ m〜0. 5 μ mのクラスターから構成することが好ましい。このようなクラスターを含むことにより、前記炭素フオイルの、イオンビーム照射に対する耐久性及び寿命をより向上させることができるようになる。このようなクラスター状の炭素フオイルは、炭素フオイルの組成割合を上述したような好ま、範囲に設定するとともに、以下に示す好ましい作製法、具体的にはアーク放電法を用い、諸条件を調節することによって、簡易に達成することができる。

[0024] 図 1は、本発明の炭素フオイルを作製するために使用する装置の、好ましい態様を示す概略図である。図 1に示す装置 10はいわゆる DCアーク放電装置を示しており、この装置 10は、反応容器 11と DC電源 12とを具えている。 DC電源 12は絶縁碍子 1 3を介して電極棒 14に接続されている。電極棒 14の先端にはボロン及びボロンカーノ《イドの少なくとも一方を所定の割合で含む炭素ロッド SA及び SCが設けられている。なお、炭素ロッド SAはアノード側の炭素ロッドを意味し、炭素ロッド SCは力ソード側の炭素ロッドを意味する。

[0025] 図 1に示す装置 10を用いたアーク放電法では、最初に反応容器 11内を所定の真空度、例えば 1 X 10^_4Pa程度にまで排気する。次いで、 DC電源 12から電極棒 14 に対して所定の電圧を印加し、炭素ロッド SA及び SC間にアーク放電を生ぜしめる。この際、前記アーク放電により、炭素ロッド SA及び SC力材料が蒸発し、この蒸発した材料が反応容器 11内に設けられた基板 15上に堆積される。この結果、基板 15上に目的とする、ボロン及びボロンカーバイドの少なくとも一方を含有する炭素フォイル力 S作製されること〖こなる。

[0026] なお、アーク放電を生ぜしめている間の反応容器 11内の圧力は、例えば 8 X 10_³ Pa程度とすることができる。また、 DC電源 12より電極棒 14に印加すべき DC電圧の大きさは、炭素ロッド SA及び SCの大きさや電極棒 14に使用している材料の種類などに依存し、前記アーク放電が生じるように適宜に設定する。さらに、炭素ロッド SA 及び SCの組成は、作製すべき炭素フオイルの組成に準じて設定する。

[0027] また、図 1では DCアーク放電装置を用いている力 DCアーク放電装置の代わりに ACアーク放電装置を用いることもでき、 ACZDCアーク放電装置を用いることもできる。

[0028] また、本発明においては、図 1に示すような装置を用いて作製した炭素フオイルに対し、アニーリング処理を施すことができる。基板上に 10 gZcm²以上と比較的厚く炭素フオイルを形成した場合に、前記炭素フオイルを前記基板から剥離する際に力一リングを起こし、平坦なフオイルとして得ることができない場合がある。このような場合に、前記炭素フォイルに対してアニーリング処理を施すことにより、前記カーリングの問題を回避し、平坦な炭素フオイルを簡易に得ることができる。

[0029] このようなアニーリング処理は、真空又はアルゴンガス雰囲気中、 100°C〜1000°C の温度で行うことができる。

[0030] 以上のようにして得た炭素フォイルは、例えば 1800K以上の温度下において使用した場合においても、イオンビームの照射に対して十分な耐久性を有し、変形や膜厚減少、さらにはピンホールの発生を抑制することができ、十分な寿命を有することができる。また、このような高温度の如何に拘らず、陽子などの軽イオンの照射、あるいはネオン、クリプトンなどの重イオンの照射に対して十分な耐久性を有し、長寿命ィ匕を図ることができる。

[0031] 上記炭素フオイルは、大強度陽子加速器、重イオン加速器、医療加速器などの荷電変換用ストリッパーフオイルや、耐熱性用パッキングフオイル、耐熱性ゥエンドーフオイルなどの用途に好ましく用いることができ、特に前記荷電変換用ストリッパーフォィルなどに好ましく用いることができる。

実施例

[0032] (実施例）

本実施例においては、図 1に示すような DCアーク放電装置を用い、ボロン含有量力 ^3、 10、 20、 30及び 40重量⁰ /₀であって、炭素含有量力 97、 90、 80、 70及び 60重量％である炭素フォイルを作製した。そして、イオンビーム照射に対する耐久性及び寿命を評価した。なお、前記炭素フォイルの厚さは、 250 ₈7«!1²及び340 ± 20 gZ cmとし 7こ。

[0033] すなわち、ボロン混合炭素層を堆積するために、 100V X 300Aの DCアーク電力をオン及びオフに交互に切換えて、必要な厚さを得た。真空室内のバックグラウンド圧力は、アークのオン中 8 X 10— ³Paとし、アークのオフ中 I X 10 Paとした。このように調製したストリッパーフオイルは HBCフオイル (ノヽイブリツドボロン混合炭素ストリツパーフオイル）と称する。堆積中、ボロン混合炭素層は、 50-600 μ g/cm の範囲のフオイル厚にかかわらず、基板から剥がれない。なお、 600 gZcm²の厚さを得るのには 5時間を要した。

[0034] 図 2は、得られた炭素フオイルのイオンビーム照射に対する寿命を評価するための装置である。図 2に示す評価装置 20では、枠部材 21に対して SiC繊維 22が縦横に張り巡らされ、その間に炭素フォイル Sが挟まれて固定されるとともに、炭素フォイル S の下方においてイオンビーム Bsが照射されるように構成されている。なお、本実施例では、イオンビーム Bsとして、 3. 2MeV及び 2. 5 ± 0. 5 Aであって、スポット径 3. 5mm φの Ne^TDCイオンビームを用いた。

[0035] 寿命評価は、ヴアン 'デ'グラフ加速器からの 3. 2 MeVで 2. 5 ± 0. 5 μ Α、スポット径（ビームサイズ） 3. 5πιπι φの ^2GNe+DCビームを用い、図 2に示す評価装置 20で行った。寿命は、フオイル破裂が生じるまでの単位面積あたりの総イオン電流 (CZc m²)で定義される。真空度はビームオフ期間中で 1 X 10^_4Pa、照射中で 6 X 10^_4Pa であった。また、弹性的に散乱される Neを SSDで検出することにより、フオイル厚さを観察した。炭素フォイル中の 3. 2 MeV² Ne粒子は 320 gZcm²であるので、 250 μ gZcm²よりも厚いフオイルから、散乱した Ne粒子のエネルギースペクトルを高精度に計測するのは、大きなエネルギーロスゆえに困難である。長いビーム照射の間、ビーム強度は極めて安定していたので、 250 μ g/cm²よりも厚いフオイルの寿命は、入射ビーム電流強度と照射ビーム回数との積 (C/cm²/s)として求めた。

[0036] 本実施例では特に、合計で 4枚の HBCフオイルすなわち、 2枚の 250 μ gZcm²フオイルと 2枚の 340 ± 20 μ g/cm²フオイルにつ!、て計測を行った。

[0037] (比較例 1)

本比較例では、厚さ 350、 435、 687及び 738 gZcm²の 4種類の多結晶ダイヤモンドフオイルを準備し、図 2に示す評価装置を用いて実施例と同様にして評価した。すなわち、 5枚の高品質高純度の多結晶ダイヤモンドフオイル（2枚の 350 gZc m²フオイルと各 1枚の 435、 687および 738 μ gZcm²フオイル）についても計測を行つた。これらのフオイルは、 20mm径の開口を持つ厚さ 0. 5mmの Siフレームによつて支持した。ダイヤモンドフオイル（DM)は、その Siフレームの化学エッチングによつて、 Siフレーム無しでも自立できるように処理した。

[0038] (比較例 2)

本比較例では、図 1に示すような DCアーク放電装置を用い、ボロンを含有しない炭素フオイル（CMフオイル）の形成を試みた。しかしながら、約 150 μ gZcm²の厚さにおいて、作製過程にある炭素フオイルが基板カゝら剥離してしまい、実施例で示すような比較的厚い炭素フォイルを形成することができな力つた。そこで、市販されている厚さ約 200, 300, 400および 500 μ gZcm²の CMフオイルを比較例として寿命評価した。フオイル厚さは、 α線厚さゲージによって計測した。寿命を評価した結果は表 1に示す通りであった。

[0039] [表 1] 3 . 2 M e V、 2 . 5 ± 0 . 5 /x A、スポット径 3 . 5 mm φの N e + D Cイオンビームで評価した H B C , DMおよび C Mフォイルの最長および平均寿命

[0040] この評価の結果、本実施例で得た炭素フォイルは平均で 3800mCZcm²の寿命を示し、特に、炭素 80重量％及びボロン 20重量％の炭素フォイルにおいて 8 lOOmC

Zcm²の高寿命を示した。また上記ダイヤモンドフオイルの平均寿命は 65mCZcm² であり、最大で 97mCZcm²の寿命を呈することが判明した。

[0041] 実施例及び比較例 2から明らかなように、本願発明に従ってボロンを含む炭素フォィルは十分厚く作製することができ、これに伴ってイオンビーム照射に対して長寿命を呈することが判明した。

[0042] また、実施例及び比較例 1から明らかなように、ボロン含有炭素フォイルは、同じような厚さのダイヤモンドフオイルと比較して、約 2桁の大きさで長寿命化が達成されてヽることが判明した。

[0043] 図 3は、 8100mCZcm²まで寿命が延びた HBCフオイルのビーム照射前（a)と、 2 500mC/cm²までのビーム照射後（b)と、 8100mC/cm²までのビーム照射後（c) とで撮影した写真である。図 3 (c！〜 f)は、ビーム照射前のダイヤモンドフオイルの表面アスペクト（d)、 60mCZcm²までのビーム照射後であるが破裂する前（e)及び 97 mC/cm²で破裂した後（f)を示す。 CMフオイルの写真も図 3に示し、ビーム照射前 (g)、 lOmC/cm²までのビーム照射後（h)及び 22mC/cm²で破裂した後（i)である。これら試験したフオイルの温度は、ビーム照射中に約 1700Kであった。

[0044] なお、上記実施例では特に上述して!/ヽな、が、ボロンの代わりにボロンカーノイドを用いた場合、あるいはボロンとボロンカーバイドとを混合して用いた場合にぉヽても、同様の結果を得ることができた。

[0045] 以上、具体例を挙げながら発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記内容に限定されるものではなぐ本発明の範疇を逸脱しない限りにお、て、あらゆる変形や変更が可能である。産業上の利用可能性

[0046] 力べして本発明の方法及び装置によれば、炭素フオイルに対して所定の割合でポロン及びボロンカーバイドの少なくとも一方を含有させることができるので、炭素フォイルを十分に厚く作製することができ、これにより、イオンビームのエネルギーの高低に依存することなぐ加速器などで使用する炭素フオイルに耐久性を付与し、長寿命化を図ることがでさるよう〖こなる。

[0047] すなわち本発明によれば、次世代の高出力加速器のための、高い耐久性を持つ厚、ボロン混合炭素ストリッパーフオイル (HBCフオイル)を実現できる。この新規な H BCフオイルとダイヤモンドフオイルと CMフオイルとの寿命評価の結果は、この厚!ヽ H BCフオイルは、 8100mCZcm²と特に長い寿命を示し、これは CMフオイルと比較して、少なくとも最大で 368倍長ぐ平均で 172倍長いものであった。この HBCフオイルは、長い照射の間、 1800Kの温度でさえ、如何なる縮みも見られず、また 20%未満 t ヽぅ低ヽ厚さ減少率を示した。ダイヤモンドフオイルの寿命はそのフオイル厚さに依存して、最大で 97mC/cm²、平均で 65mC/cm²であった。これらの値は、 CMフォィルと比較してそれぞれ 4. 4倍および 3. 0倍長いものであった。ダイヤモンドフォイルは、〜1800Kの温度で構造がダイヤモンド力黒鉛に変化することにより破裂する。それゆえその寿命は、フオイルの温度に強く依存する。 CMフオイルの寿命は、 22 mCZcm²に過ぎなかった。この HBCフオイルは、制御された DCアーク放電法によつて作られ、この方法は、広い厚さ範囲をカバーする。この方法はまた、単純で、再現生産可能であり、 200 /z gZcm²を越える厚さのフオイルの生産を保障する。そしてこの方法で生産されたフオイルは、高エネルギーの高強度イオンビームの照射に起因する高温度に対して高い耐久性を示す。力べしてこのフオイルは、高出力加速器においてのみならず、ターゲット支持フオイルとしても使用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 炭素に対して所定の割合でボロン及びボロンカーノイドの少なくとも一方を含有する蒸着源を準備する工程と、

を具えることを特徴とする、炭素フオイルの作製方法。

[2] 前記炭素フオイルの厚さが 10 μ gZcm²以上であることを特徴とする、請求項 1に記載の炭素フォイルの作製方法。

[3] 前記炭素フオイルの厚さが 3000 μ gZcm²以下であることを特徴とする、請求項 2 に記載の炭素フオイルの作製方法。

[4] 前記炭素フオイル中の、前記炭素の含有割合が 60重量％〜97重量％であり、前記ボロン及びボロンカーバイドの少なくとも一方の含有割合力 0重量％〜3重量％であることを特徴とする、請求項 1〜3のいずれか一に記載の炭素フオイルの作製方法。

[5] 前記炭素フオイル中の前記炭素の含有割合が約 80重量％であり、前記ボロン及びボロンカーバイドの少なくとも一方の含有割合が約 20重量％であることを特徴とする

、請求項 4に記載の炭素フオイルの作製方法。

[6] 前記炭素フオイルは、粒径 0. 02 μ m〜0. 5 μ mのクラスタ一力構成されることを特徴とする、請求項 1〜5のいずれか一に記載の炭素フォイルの作製方法。

[7] 前記炭素フオイルをアニーリングする工程を具えることを特徴とする、請求項 1〜6 の!、ずれか一に記載の炭素フォイルの作製方法。

[8] 前記アニーリングは、真空又はアルゴンガス雰囲気中、 100°C〜1000°Cの温度で行うことを特徴とする、請求項 7に記載の炭素フォイルの作製方法。

[9] 前記炭素フオイルは、アーク放電法で作製することを特徴とする、請求項 1〜8の、ずれか一に記載の炭素フオイルの作製方法。

[10] 前記アーク放電法は、 DCアーク放電法又は ACZDCアーク放電法であることを特徴とする、請求項 9に記載の炭素フオイルの作製方法。

[11] 前記炭素フオイルは、 1800K以上の温度において、ビーム照射に対する耐久性を有することを特徴とする、請求項 1〜10のいずれか一に記載の炭素フオイルの作製方法。

[12] 前記炭素フオイルは、 1800K以上の温度において、軽イオンビームの照射に対して耐久性を有することを特徴とする、請求項 11に記載の炭素フオイルの作製方法。

[13] 前記炭素フオイルは、 1800K以上の温度において、重イオンビームの照射に対して耐久性を有することを特徴とする、請求項 11に記載の炭素フオイルの作製方法。

[14] 請求項 1〜13のいずれか一に記載の方法で作製したことを特徴とする、炭素フォイル。

[15] 前記炭素フオイルは、荷電変換用ストリッパーフオイルとして使用することを特徴とする、請求項 14に記載の炭素フオイル。

[16] 前記炭素フオイルは、耐熱性用パッキングフオイルとして使用することを特徴とする

、請求項 14に記載の炭素フオイル。

[17] 前記炭素フオイルは、耐熱性用ゥエンド一フオイルとして使用することを特徴とする

、請求項 14に記載の炭素フオイル。

[18] 炭素に対して所定の割合でボロン及びボロンカーノイドの少なくとも一方を含有する炭素フォイルを含むことを特徴とする、荷電変換用ストリッパーフオイル。

[19] 前記炭素フオイルの厚さが 10 gZcm²以上であることを特徴とする、請求項 18に記載の荷電変換用ストリッパーフオイル。

[20] 前記炭素フオイルの厚さが 3000 μ gZcm²以下であることを特徴とする、請求項 19 に記載の荷電変換用ストリッパーフオイル。

[21] 前記炭素フオイル中の、前記炭素の含有割合が 60重量％〜97重量％であり、前記ボロン及びボロンカーバイドの少なくとも一方の含有割合力 0重量％〜3重量％であることを特徴とする、請求項 18〜20のいずれか一に記載の荷電変換用ストリツパーフォイル。

[22] 前記炭素フオイル中の前記炭素の含有割合が約 80重量％であり、前記ボロン及びボロンカーバイドの少なくとも一方の含有割合が約 20重量％であることを特徴とする、請求項 21に記載の荷電変換用ストリッパーフオイル。

[23] 前記炭素フオイルは、粒径 0. 02 μ m〜0. 5 μ mのクラスタ一力構成されることを特徴とする、請求項 18〜22のいずれか一に記載の荷電変換用ストリッパーフオイル

[24] 前記炭素フオイルは、 1800K以上の温度において、ビーム照射に対する耐久性を有することを特徴とする、請求項 18〜23のいずれか一に記載の荷電変換用ストリツパーフォイル。

[25] 前記炭素フオイルは、 1800K以上の温度において、軽イオンビームの照射に対して耐久性を有することを特徴とする、請求項 24に記載の荷電変換用ストリッパーフォィル。

[26] 前記炭素フオイルは、 1800K以上の温度において、重イオンビームの照射に対して耐久性を有することを特徴とする、請求項 24に記載の荷電変換用ストリッパーフォィル。

[27] 炭素に対して所定の割合でボロン及びボロンカーノイドの少なくとも一方を含有する蒸着源と、

前記蒸着源力前記炭素並びに前記ボロン及びボロンカーノイドの少なくとも一方を蒸発させ、所定の基板上に堆積させて前記炭素並びに前記ボロン及びボロンカーノ《イドの少なくとも一方を含む炭素フォイルを形成するための膜形成手段と、を具えることを特徴とする、炭素フオイルの作製装置。

[28] 前記蒸着源中の、前記炭素の含有割合が 60重量％〜97重量％であり、前記ポロン及びボロンカーバイドの少なくとも一方の含有割合力 0重量％〜3重量％であることを特徴とする、請求項 27に記載の炭素フオイルの作製装置。

[29] 前記蒸着源中の前記炭素の含有割合が約 80重量％であり、前記ボロン及びポロンカーノ《イドの少なくとも一方の含有割合が約 20重量％であることを特徴とする、請求項 28に記載の炭素フオイルの作製装置。

[30] 前記炭素フオイルをアニーリングするためのアニーリング手段を具えることを特徴とする、請求項 27〜29のいずれか一に記載の炭素フォイルの作製装置。

[31] 前記アニーリング手段により、真空又はアルゴンガス雰囲気中、 100°C〜1000°C の温度で前記炭素フォイルをアニーリングするようにしたことを特徴とする、請求項 30 に記載の炭素フオイルの作製装置。

[32] 前記炭素フオイルはアーク放電法で作製し、前記蒸着源は前記炭素並びに前記ボロン及びボロンカーバイドの少なくとも一方を含むロッドとして構成したことを特徴とする、請求項 27〜31のヽずれか一に記載の炭素フォイルの作製装置。

[33] 前記アーク放電法は、 DCアーク放電法又は ACZDCアーク放電法であり、前記膜形成手段は、所定の DC電源及び Z又は AC電源を含むことを特徴とする、請求項 32に記載の炭素フオイルの作製装置。