大電荷電子ビーム生成のための多目的最適化ツールの開発と実証

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K04740
• Research Institution: National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology
• Principal Investigator: 永井 良治 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員(定常) (40354906)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮島 司 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 准教授 (50391769)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ビーム輸送条件最適化

Outline of Annual Research Achievements

近年の加速器で得られるエミッタンスの非常に小さい大電荷電子ビームの挙動を解明するには、電子源で発生した低速の電子ビームが高周波加速空洞や電磁石などの加速器要素を通過し、光速の電子ビームとなるまでのバンチング、加速過程における個々の加速器要素の影響の理解が必須である。しかし、この過程には多数の加速器要素パラメータが寄与しており、加速器要素の全パラメータの最適化を行うことなく、電子ビームの挙動の客観的理解は難しく、限られた条件下での理解に留まっていた。そこで、本課題ではエミッタンスの非常に小さい大電荷電子ビームの挙動研究のために必要な多目的最適化のための数値計算ツールの開発及び本課題で開発したツールの実証に関する研究を進めている。3年目に当たる平成29年度は以下について実施した。
(1)加速器シミュレーションコード（PARMELA）に最適化アルゴリズム（遺伝的アルゴリズム、シミュレーテッドアニーリング）を適用するために開発したツールの動作検証を行った。
(2)実際の加速器を用いての最適化ツールの実証試験では、加速器の運転スケジュールなどの制約が大きいので、この問題を解決するために、昨年度開発に着手した仮想加速器の製作をさらに進めた。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

実際の加速器の運転スケジュールが大きいのに加え、研究代表者及び研究分担者のその他の業務が多忙であり、また、実際の加速器に代えて評価を行うための仮想加速器の開発にも想定以上に時間を要しており、研究課題の遂行に遅れを生じている。

Strategy for Future Research Activity

その他の業務のエフォートを見直し、仮想加速器の製作に注力し、また、実際の加速器での試験時間の確保に努め、必要なデータ等を取得することで、本課題を推進する。

Causes of Carryover

仮想加速器の構築の遅れ等により次年度使用額が生じた。
仮想加速器の構築を進めるとともに、実加速器での試験等に使用する予定である。