An Innovative Method for RF Gun Performance Improvement for Advanced Quantum Radiation Sources

• Project/Area Number: 18686010
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Applied physics, general
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: MASUDA Kai Kyoto University, エネルギー理工学研究所, 准教授 (80303907)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥30,160,000 (Direct Cost: ¥23,200,000、Indirect Cost: ¥6,960,000); Fiscal Year 2008: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2007: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000); Fiscal Year 2006: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
• Keywords: 電子銃 / 電子加速器 / 高周波電子銃 / 逆流電子 / back-bombardment / 高周波三極管構造 / 三極管型高周波電子銃 / テラヘルツ・赤外光源 / 熱陰極高周波電子銃 / 雷子加速器

Research Abstract

熱陰極高周波電子銃においてマクロパルス長を制限している逆流電子の陰極衝突・加熱を大幅に抑制可能な新型電子銃, 三極管型熱陰極高周波電子銃を提案した. 数値解析による設計, 高周波電力分岐供給系の整備, プロトタイプ試験を経て, 最終的に原理実証機を設計・製作した. 従来型と比べて, 20倍程度のピーク電流, 同程度のエミッタンスの運転条件で, 逆流電子電力を約80%も削減可能であるとの数値解析結果を得た.

Research Products

• [Journal Article] Beam Loading Compensation by RF Detuning in a Thermionic RF Gun (2009)
  • Author(s): H. Zen, K. Higashimura, T. Kii, R. Kinjo, K. Masuda, H. Ohgaki
  • Journal Title: Proc. 30th FEL international conference
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Triode-Type Thermionic RF Gun for Drastic Reduction of Back-Streaming Electrons (2008)
  • Author(s): T. Shiiyama, K. Kanno, K. Masuda, H. Zen, S. Sasaki, T. Kii, H. Ohgaki and E. Tanabe
  • Journal Title: Proc. of 29^<th> FEL international conference Pages: 398-401
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Triode-Type Thermionic RF Gun for Drastic Reduction of Back-Streaming Electrons (2007)
  • Author(s): T. Shiiyama, K. Kanno, K. Masuda, H. Zen, S. Sasaki, T. Kii, H. Ohgaki, E. Tanabe
  • Journal Title: Proc. FEL international conference 29 Pages: 398-401
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Design Study of RF Triode Structure for the KU-FEL Thermionic RF Gun (2006)
  • Author(s): K. Masuda, K. Kusukame, T. Shiiyama, H. Zen, T. Kii, H. Ohgaki, K. Yoshikawa and T. Yamazaki
  • Journal Title: Proc. of 28^<th> International Free Electron Laser Conference Pages: 656-660
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 三極管型熱陰極高周波電子銃の開発 (2008)
  • Author(s): 増田開, 椎山拓己, 菅野浩一, 大垣英明, 紀井俊輝, 全炳俊, 佐々木怜, 田辺英二
  • Organizer: 日本原子力学会2008春の年会
  • Place of Presentation: 大阪大学吹田キャンパス
• [Presentation] 小型中赤外FEL用電子源としての三極管型熱陰極高周波電子銃の開発 (2008)
  • Author(s): 椎山拓己, 増田開, 菅野浩一, 全炳俊, 佐々木怜, 紀井俊輝, 大垣英明, 田辺英二
  • Organizer: 第14回FELとHigh-Power Radiation 研究会
  • Place of Presentation: 東北大学
• [Presentation] Beam Energy Compensation by RF Amplitude Control for Thermionic RF Gun and Linac Based Mid-infrared FEL (2008)
  • Author(s): H. Zen, T. Kii, R. Kinjo, K. Masuda, H. Ohgaki, S. Sasaki, T. Shiiyama
  • Organizer: 11th European Particle Accelerator Conference
  • Place of Presentation: Genoa, Italy
• [Presentation] Beam Loading Compensation in Thermionic RF Gun by Using RF Detuning (2008)
  • Author(s): H. Zen, R. Kinjo, K. Higashimura, T. Kii, K. Masuda, H. Ohgaki
  • Organizer: 第5回日本加速器学会年会
  • Place of Presentation: 広島大学
• [Presentation] 熱陰極高周波電子銃における高周波周波数デチューニングによるエネルギー補償 (2008)
  • Author(s): 全炳俊, 紀井俊輝, 増田開, 金城良太, 東村圭祐, 長崎百伸, 大垣英明
  • Organizer: 原子力学会2008年秋の大会
  • Place of Presentation: 高知工科大学
• [Presentation] 京都大学FEL用リニアックにおける高周波周波数・位相・振幅制御 (2008)
  • Author(s): 紀井俊輝, 全炳俊, 金城良太, 東村圭祐, 増田開, 大垣英明
  • Organizer: 原子力学会2008年秋の大会
  • Place of Presentation: 高知工科大学
• [Presentation] 小型中赤外FEL用電子源としての三極管型熱陰極高周波電子銃の開発 (2008)
  • Author(s): 椎山拓己, 増田 開, 菅野浩一, 全炳俊, 佐々木 怜, 紀井俊輝, 大垣英明, 田辺英二
  • Organizer: 第14回FELとHigh-Power Radiation研究会
  • Place of Presentation: 東北大学
• [Presentation] 三極管型熟陰極高周波電子銃の開発 (2008)
  • Author(s): 増田 開, 椎山拓己, 菅野浩一, 大垣英明, 船井俊輝, 全 炳俊, 佐々木怜, 田辺英二
  • Organizer: 日本原子力学会2008春の年会
  • Place of Presentation: 大阪大学吹田キャンパス
• [Presentation] 三極管構造熱陰極型高周波電子銃の設計 (2007)
  • Author(s): 椎山拓己, 菅野浩一, 増田開, 全炳俊, 紀井俊輝, 大垣英明, 田辺英二
  • Organizer: 第4回日本加速器学会年会
  • Place of Presentation: 和光市民文化センターサンアゼリア
• [Presentation] 三極管構造熱陰極型高周波電子銃の設計 (2007)
  • Author(s): 椎山拓己、菅野浩一、増田開、全炳俊、紀井俊輝、大垣英明、田辺英二
  • Organizer: 第4回日本加速器学会年会、第32回リニアック技術研
  • Place of Presentation: 和光市民文化センターサンア
• [Presentation] 三極管構造による熱RF電子銃における逆流電子の低減 (2006)
  • Author(s): 増田開, 椎山拓己, 菅野浩一, 加藤将太, 全炳俊, 紀井俊輝, 大垣英明, 吉川潔, 山嵜鉄夫, 田辺英二
  • Organizer: 第4回高輝度・高周波電子銃研究会
  • Place of Presentation: 東海村テクノ交流館リコッティ
• [Presentation] 三極管構造を用いた熱陰極型高周波電子銃の設計 (2006)
  • Author(s): 増田開, 楠亀弘一, 椎山拓己, 全炳俊, 紀井俊輝, 大垣英明, 吉川潔, 山嵜鉄夫
  • Organizer: 日本原子力学会2006年秋の年会
  • Place of Presentation: 北海道大学
• [Remarks] 水野明彦, 増田開, 「高輝度電子銃シミュレーション研究会報告」, 加速器(日本加速器学会) 4-1 (2007) 55-56.