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2008 Fiscal Year Annual Research Report

次世代X線・γ線光源用電子銃における電子パルス波形整形による超高輝度ビームの生成

Research Project

Project/Area Number 20360424
Research InstitutionJapan Atomic Energy Agency

Principal Investigator

羽島 良一  Japan Atomic Energy Agency, 量子ビーム応用研究部門, グループリーダー (30218432)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 永井 良治  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (40354906)
西森 信行  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (60354908)
飯島 北斗  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 任期付研究員 (90361534)
Keywords放射線、X線、粒子線 / 量子ビーム / 半導体物性 / 電子源 / 次世代光源
Research Abstract

エネルギー回収型リニアックに代表される先進電子加速器を用いた次世代X線・γ線光源の輝度、強度は電子源の性能(エミッタンス)に大きく依存する。われわれは、光陰極型DC電子銃において、電子ビームエミッタンスを格段に小さくする(輝度を大きくする)技術として電子パルスの波形整形に注目し、本研究課題においてその実現を目指している。
本年度は、(1)既存の250kV電子銃において発生した電子パルスの時間波形を測定するための偏向RF空洞の整備、(2)高輝度電子測定用スクリーンモニタの確立、(3)非線形光学結晶を用いたレーザーパルス時間波形整形の実証、(4)半導体光陰極における光励起キャリア寿命測定を行うためのポンプ・プローブ実験装置の立ち上げを行った。
(1)では、空洞の内導体の加工、周波数チューナー、入力カップラーの製作を行い、所定の周波数で十分なQ値を得て、ハイパワーテストまで完了した。5-20ピコ秒の電子パルスの時間波形が測定できる性能を得た。
(2)では、0.1mm厚のYAG:Ceスクリーンを用いて250kV電子ビームの空間分布測定を行った。スクリーン表面にAlを蒸着することで、電荷集中による破壊を防止できることを確認した。なお、空間分解能は40μm程度と見積もられている。
(3)では、YVO4結晶(複屈折結晶)を用いて、直線偏光したTi:Sapレーザーのパルスから、時間遅延をもった二つのパルスを生成した。厚さの異なる複数の結晶を直列に挿入することで、擬似的に矩形波形(高輝度電子発生に適している)を生成できる見通しを得た。
(4)では、既存のフェムト秒Ti:Sapレーザーを中心としたポンプ・プローブ実験装置を組み立て、ポンプ・プローブ信号の取得を試みた。信号が微弱なために、チョッパーとロックインアンプの追加が必要であることがわかった。これについては、次年度以降に引きつぐ。

  • Research Products

    (14 results)

All 2009 2008

All Journal Article (2 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] ERL高輝度電子銃ビーム診断のための偏向空洞の特性2008

    • Author(s)
      西森信行, 永井良治, 飯島北斗, 羽島良一, 沢村勝, 本田洋介, 武藤俊哉
    • Journal Title

      第5回日本加速器学会、第33回リニアック技術研究会論文集

      Pages: 595-597

  • [Journal Article] ERL放射光源のための高輝度大電流電子銃の開発の現状2008

    • Author(s)
      羽島良一, 永井良治, 飯島北斗, 西森信行, 本田洋介, 武藤俊哉
    • Journal Title

      第5回日本加速器学会、第33回リニアック技術研究会論文集

      Pages: 607-609

  • [Presentation] JAEAフォトカソードDC電子銃のビームライン構築2009

    • Author(s)
      飯島北斗、永井良治、西森信行、羽島良一、本田洋介、武藤俊哉
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20090300
  • [Presentation] ERL電子銃の開発状況2009

    • Author(s)
      西森信行、永井良治、飯島北斗、本田洋介、武藤俊哉、山本将博、奥見正治、中西彊、栗木雅夫、羽島良一
    • Organizer
      第26回PFシンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば
    • Year and Date
      20090300
  • [Presentation] ERL放射光源用大電流電子銃のビーム試験2009

    • Author(s)
      永井良治, 羽島良一, 西森信行, 飯島北斗, 沢村勝, 菊澤信宏
    • Organizer
      日本原子力学会2009年春の年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-03-24
  • [Presentation] Development of an electron gun for ERL based light sources2009

    • Author(s)
      N. Nishimori, R. Nagai, H. lijima, R. Hajima, et al.
    • Organizer
      Korea-Japan Joint Workshop on Quantum Radiation Sources for Advanced Science
    • Place of Presentation
      Deajon, Korea
    • Year and Date
      2009-03-13
  • [Presentation] JAEA 250kV電子銃でのビーム試験2009

    • Author(s)
      飯島北斗, 永井良治, 西森信行, 羽島良一
    • Organizer
      高輝度電子源検討会
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2009-01-22
  • [Presentation] 500kV電子銃の光陰極準備容器・高電圧容器の設計2009

    • Author(s)
      西森信行
    • Organizer
      高輝度電子源検討会
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2009-01-22
  • [Presentation] 500kV-10mA電源の製作状況とビームダンプの基本設計2009

    • Author(s)
      永井良治, 羽島良一, 西森信行, 飯島北斗, 沢村勝, 菊澤信宏
    • Organizer
      高輝度電子源検討会
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2009-01-22
  • [Presentation] ERL入射部に求められる性能とその達成へのシナリオ2009

    • Author(s)
      羽島良一
    • Organizer
      高輝度電子源検討会
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2009-01-22
  • [Presentation] ERL放射光源のための高輝度大電流電子銃の開発2009

    • Author(s)
      羽島良一, 永井良治, 飯島北斗, 西森信行, 本田洋介, 武藤俊哉, 山本将博, 奥見正治, 中西彊, 栗木雅夫
    • Organizer
      日本放射光学会年会合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-01-12
  • [Presentation] 超低エミッタンス電子ビーム発生のための光陰極技術2008

    • Author(s)
      羽島良一
    • Organizer
      高輝度電子銃研究会
    • Place of Presentation
      京都府宇治市
    • Year and Date
      2008-11-19
  • [Presentation] 超低エミッタンス超短パルス電子ビームの物理2008

    • Author(s)
      羽島良一
    • Organizer
      ビーム物理研究会
    • Place of Presentation
      兵庫県佐用町
    • Year and Date
      2008-11-06
  • [Presentation] Development of an electron gun for an ERL based light sources in Japan2008

    • Author(s)
      N. Nishimori, R. Nagai, H. IIjima, R. Hajima, et al.
    • Organizer
      Workshop on Sources of Polarized Electrons and High Brightness Electron
    • Place of Presentation
      Newport News, USA
    • Year and Date
      2008-10-02

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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