| Project/Area Number |
23K13323
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 21010:Power engineering-related
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| Research Institution | Oyama National College of Technology |
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Principal Investigator |
長尾 和樹 小山工業高等専門学校, 電気電子創造工学科, 准教授 (50966934)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 仮想陰極発振器 / 大電力マイクロ波 / 電子ビームダイナミクス / パルス大電流計測 |
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| Outline of Research at the Start |
仮想陰極発振器において，マイクロ波出力と効率を向上させる方法として，アノードを2
枚用いたダブルアノード構造がある。2枚のアノードによって，複数の周波数を一致させることが本来の狙いであった。その一方，ダブルアノードによって変調作用が大きくなると考える研究者も少なくない。
本研究では，アノードをコレクタとして用いるビームディテクタを構築し，ダブルアノード仮想陰極発振器のビーム計測とダイナミクス解析を行い，仮想陰極発振器の物理を，実験的根拠を持って明らかにすることを目指す。また，本申請で解明した原理を基に効率改善に向けた提案を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
相対論的電子ビームを用いた大電力パルスマイクロ波源である仮想陰極発振器における，ダブルアノードの効果を電子ビーム計測と解析により明らかにすることが本研究の目的である。そのステップとして，基本的マイクロ波特性と，入射/反射電子ビーム電流を測定するディテクタ開発が2023年度計画であった。
1 アノードをビームコレクタとして用いて，入射/反射電子ビームを測定するディテクタを開発した。このディテクタは，高い周波数応答性は持たないが，入射/反射電子ビームの振幅情報を得る事ができるものである。
2 上で開発した入射/反射電子ビームディテクタを用いて，従来の仮想陰極発振器の入射/反射電子ビーム測定を行い，測定系の有効性を確認した。
3 長岡技術科学大学設置の高繰り返しパルスパワー発生装置"ETIGO-IV"を用いて，既に開発した大面積電子ビームディテクタも組み合わせ，入射/反射/透過電子ビーム測定を行った。仮想陰極が形成されると考えられるタイミングで，透過電子ビームが減少，反射電子ビームが増加する結果が得られ，ビームダイナミクスが明らかになった。
この結果は，これまで存在が確認されていなかった仮想陰極の存在と振動を初めて証明した結果であり，高いマイクロ波変換効率をもつ仮想陰極発振器の開発に貢献するものであると考えている。初年度の実験結果は，この重要な点について確認ができ，今後の研究計画の推進に対して順調なスタートとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2023年度従来の予定であったダブルアノード構造のマイクロ波測定は完了していない。
その一方で，複数のディテクタを組み合わせての事前ディテクタ評価(次年度に実施予定の内容)を先行して実施し，完了している。よっておおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. 2023年度実施予定であったダブルアノード構造のマイクロ波測定を行い，
2. 開発したディテクタを組み込み，ビーム計測をを行う。
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