2015 Fiscal Year Annual Research Report
超低速ミュオンの再加速に最適な超高速光伝導スイッチによる電界集中型加速器の開発
Publicly Offered Research
| Project Area | Frontier of Materials, Life and Elementary Particle Science Explored by Ultra Slow Muon Microscope |
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26108718
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
吉田 光宏 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 (60391710)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 超低速ミュオン / 光伝導スイッチ / 加速器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、超低速ミュオンの再加速の加速方式として最適な、超高速光伝導スイッチによる電界集中型加速器の開発と、超低速ミュオンを再加速する事によるミュオンマイクロビームの生成である。ミュオン等の重い粒子の加速では、加速器構造を粒子速度に合わせる必要があり、非相対論領域の高周波加速器は複雑かつ大型化してしまう。そこで近年登場した新しい加速技術である、超高速光伝導スイッチを用い、円周上に配置した光伝導スイッチが作る電界を中心で集中させる事で、高い電界を得る事が可能である。
光伝導スイッチの性能を決めているのは、移動度、耐圧等の材料の物性である。光伝導スイッチの性能評価にはウェハーを導体で挟んだ簡単な部品で評価が可能である。耐圧が高い材料は一般的にバンドギャップが高い物質であり、必然的に短波長のレーザーが必要となるが、フォトン数も減るため不利になる。
平成２７年度は、GaAsウェハーを使用して、光伝導スイッチの評価を進めた。GaAsは直接遷移な上に、キャリアの移動度が大きく、光伝導スイッチとしては理想的な材料である。問題はGaAsウェハーの価格が、シリコンウェハーに比べてかなり高価な事であったが、安価に入手できる入手経路を開拓し、加速器を製造するのに十分な枚数を導入できた。
光伝導スイッチの特性試験としては、１枚のGaAsウェハー辺り、4kV の印加に成功した。これにより、スタックした加速器で数百kVの電圧が得られる設計となった。
加速試験としては、この加速方式では、光伝導スイッチへのトリガーのタイミングを粒子速度に合わせれば様々な重さの粒子に対応できるため、ミュオン加速の事前試験として、電子加速の試験を行った。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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