高品質電子ビーム非破壊診断装置としての回折放射光利用に関する実験的研究

• 研究課題/領域番号: 04F04056
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 外国
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 浦川 順治 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, 教授
• 研究分担者: KARATAEV P.V 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, 外国人特別研究員 ; KARATAEV P. 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, 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円); 2005年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 回折放射 / 非破壊ビーム診断 / 金属薄膜 / 電子ビーム / 干渉測定

研究概要

電子ビームのエネルギーが50GeV以上になった場合、Far-field(wave zone)approximationのため測定光学系が巨大になる問題がある。この問題を解決するためにDisphase Targetと呼ぶ新しい標的方式を導入して、その有効性を計算と実験により確認している。
2005年度は実験と理論的な考察により研究を進めた。本研究開発では電子ビームが標的スリットを通過するだけで、測定干渉パターンから電子ビームサイズおよび電子ビーム軌道変動を1ミクロン以下の高精度で得ることが目的である。高感度測定に必要なCCD検出器等を購入したので、検出器の感度を上げて、一回の電子ビーム通過で電子ビームサイズが得られるように装置を改良した。2005年度中に瞬時非破壊測定を成功させる予定であったが、Background等の除去とデータ解析の改良が必要であることが判明した。多くの実験データを取り終えたので、解析後実験結果に関する論文投稿を行う予定である。
Disphase Target実験に関する研究では、理論上の取り扱いに誤りがあり現在新しいモデルを提案するために考察を開始した。実験データは計算と良い一致を示しているが、そこから電子ビームサイズを導く方法論に問題がある。

研究成果

• [雑誌論文] Observation of optical diffraction radiation from a slit target at KEK accelerator test facility (2005)
  • 著者名/発表者名: P.Karataev, S.Araki, R.Hamatsu, H.Hayano, T.Muto, J.Urakawa et al.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 227 ページ: 158-169
• [雑誌論文] Diffraction radiation from a charged particle moving through a rectangular hole in a rectangular screen (2005)
  • 著者名/発表者名: P.Karataev, S.Araki, R.Hamatsu, H.Hayano, T.Muto, J.Urakawa et al.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 227 ページ: 198-208
• [雑誌論文] Coherent radiation recoil effect for the optical diffraction radiation beam size monitor at SLAC FFTB (2005)
  • 著者名/発表者名: A.Potylitsyn, P.Karataev et al.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 227 ページ: 170-174
• [雑誌論文] Development of non-invasive micron beam size diagnostics using optical diffraction radiation (2005)
  • 著者名/発表者名: P.Karataev, A.Aryshev et al.
  • 雑誌名: URL : http://www.pp.rhul.ac.uk/workshop/welcome.html <http://www.pp.rhul.ac.uk/workshop/welcome.html>
• [雑誌論文] Beam-Size Measurement with Optical Diffraction Radiation at KEK Accelerator Test Facility (2004)
  • 著者名/発表者名: P.Karataev, S.Araki, R.Hamatsu, H.Hayano, T.Muto, J.Urakawa et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 93 ページ: 244802-244802
• [雑誌論文] Development of the Non-Invasive Beam Size Monitor using ODR (2004)
  • 著者名/発表者名: T.Muto et al.
  • 雑誌名: Proceedings of EPAC 2004, Lucerne, Switzerland EPAC2004
• [雑誌論文] Development of Optical Diffraction Radiation Beam Size Diagnostics at KEK Accelerator Test Facility (2004)
  • 著者名/発表者名: P.Karataev et al.
  • 雑誌名: Proceedings of EPAC 2004, Lucerne, Switzerland EPAC2004
• [雑誌論文] The possibility of Noninvasive Micron High Energy Electron Beam Size Measurement using Diffraction Radiation
  • 著者名/発表者名: G.Naumenko et al.
  • 雑誌名: PAC05 Contribution