チェレンコフ回折放射光計測による高精度ビーム位置モニターの開発
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22K12660
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 80040:Quantum beam science-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
南部 健一 東北大学, 電子光理学研究センター, 技術専門職員 (00422072)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | チェレンコフ回折放射光 / 非破壊ビームモニター / ビーム位置モニター |
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| Outline of Research at the Start |
媒質中の光速度より速い速度で運動する荷電粒子は、その速度と媒質の屈折率に応じたチェレンコフ角でチェレンコフ光を放射することが広く知られている。荷電粒子が誘電体近傍を通過する際にも、同様にチェレンコフ光が放射され、近年チェレンコフ回折放射光と呼ばれ注目されている。チェレンコフ回折放射光の強度は、荷電粒子と誘電体間の距離に応じて変化する性質を有する。本研究は、この事柄を応用し、チェレンコフ回折放射光計測による非破壊ビーム位置モニターの基盤技術の確立と原理実証を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
チェレンコフ回折放射光の強度は、荷電粒子と媒質（誘電体）間の距離（インパクトパラメータ）に応じて、変化する性質を有すると考えられ、この放射特性を応用した、非破壊ビーム位置モニターの基盤技術の確立と、原理実証を目指して研究を行っている。
これまでに実施した、誘電体にシリカエアロゲルや高密度ポリエチレン(HDPE)を用いた実験から、電子ビームが、中空誘電体の内筒を通過する際に放射するチェレンコフ回折放射光の強度は、インパクトパラメータによって変化することは確認できたが、理論値と大きな乖離が見られた。そのためこれらの特性をビーム位置モニターに応用するためには、理論と実験の両面からチェレンコフ回折放射光の特性を明らかにすることが必要不可欠である。
チェレンコフ回折放射光は、その放射原理から、中空誘電体の内筒を通過する電子ビームの位置が変化しても、放射されるチェレンコフ回折放射光の方位角強度分布のみが変化すると考えられる。実験装置の制約から、測定する方位角を固定せざるを得なかったが、、チェレンコフ回折放射光強度のインパクトパラメータ依存性を測定したところ、強度分布のピーク位置はほとんど変化せず、放射強度のみが変化することを実験的に確認することができた。さらに詳細な調査を行うためには、中空誘電体を保持する金属製の部品などに起因する回折放射の影響を取り除くことが必要であり、これらの部品の設計変更を行うことした。他の実験と両立するために、チェレンコフ回折放射光の取り出し方向を変える必要があったため、その準備を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
チェレンコフ回折放射光の特性を明らかにするために、放射強度のインパクトパラメータ依存性を測定した。解析の結果、予測通り放射のピーク位置が、インパクトパラメータによらず、ほとんど変化しないことを確認することができた。本実験は、試験加速器t-ACTSのビーム診断部で行っている。他の実験と両立するために、チェレンコフ回折放射光の取り出し方向を変える必要があり、プロファイルモニターなどを改造しなければならない。現在その準備を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
中空誘電体を保持する部品と、プロファイルモニターのヘッドを新規設計して、実験セットアップを再構築し、チェレンコフ回折放射光の放射強度のインパクトパラメーター依存性と分光測定を行う。
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Report
(1 results)
Research Products
(5 results)
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[Journal Article] テラヘルツ領域におけるチェレンコフ回折放射の測定2022
Author(s)
南部 健一, 日出 富士雄, 柏木 茂, 鹿又 健, 柴田 晃太朗, 髙橋 健, 長澤 育郎, 三浦 禎雄, 武藤 俊哉, 山田 悠樹, 山田 志門, 熊谷 航平, 濱 広幸
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Journal Title
Proceedings of the 19th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan
Volume: 1
Pages: 761-763
Related Report
Open Access
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