| 研究概要 |
(1)山梨大学の電子ビーム源(YES-II,340keV,1kA,10ns)を用いて、バルク超伝導体ウィグラーの予備実験を行ったところ、電子ビームはウィグラーの曲面に沿って蛇行することが確認された。この際に、電子ビームの伝播路には、ネオンガスを導入して、電子ビームの空間電荷効果を中和している。本ウィグラーは軽量・安価であり、固定周波数で発振させる自由電子レーザーに相応しいと考えられる。
(2)スーパートロンを小型ヘリウム冷凍機によって冷却し、動作温度を65Kから125Kまで変えたところ、超伝導体材料の臨界温度(103K)近傍で、集束電流値に大きな変化が認められた。この結果は、スーパートロンのフェライトコア・モデルを支持する。
(3)ディスクトロン(700keV,1A,10ns,1pps,ビームスポットサイズ0.5mm)の電子ビームを、平板超伝導体およびスーパートロンによって、それぞれ、偏向・集束の実験を真空中にて行った。その結果、電子ビームは平板によっては偏向を受けなかった。スーパートロンの場合には、電子ビームを入射しながら超伝導体を室温から85Kまで冷却した場合(Field cooling,磁場冷却)にのみ、電子ビームと超伝導体との相互作用が認められた。これらの原因として、(1)電子ビームの自己磁場が数ガウスと桁違いに弱い。(2)真空動作なので、空間電荷による反発力が大きい。(3)磁場冷却の場合には、スーパートロン内にピン止めされた磁場が、電子ビームに反発力を及ぼしたこと等が考えられる。今後の方針として(1)ガスを電子ビーム伝播路に導入する、(2)スーパートロンの出口径を数十ミクロンと小さくすること等が挙げられる。
本レンズ系の可能性を確認するためには、直流電子ビーム、さらに強力なパルス電子ビームに対する集束効果も確認・検証することが必要である。
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