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非線形干渉コンプトン散乱による極短波長・高光量度・単色光の発生とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 09480104
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 エネルギー学一般・原子力学
研究機関(財)レーザー技術総合研究所

研究代表者

今崎 一夫  財団法人レーザー技術総合研究所, レーザープロセス研究チーム, 主任研究員 (40115994)

研究分担者 文 雅司  財団法人レーザー技術総合研究所, レーザープロセス研究チーム, 研究員
阪部 周二  大阪大学, 工学部, 助教授 (50153903)
車 信一郎  財団法人レーザー技術総合研究所, 理論・シミュレーショングループ, 副主任研究員 (90201475)
MOON Asa  Institute for Laser Technology laser processing research team, Researcher
藤田 雅之  (財)レーザー技術総合研究所, レーザー環境応用計測研究チーム, 主任研究員 (30260178)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
11,000千円 (直接経費: 11,000千円)
1999年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1998年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
1997年度: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
キーワードレーザー / コンプトン散乱 / 電子ビーム / γ線 / 高輝度 / 核変換 / 光共振空洞 / 非線形性 / 極短波長 / X線 / トムソン散乱 / 可干渉性 / 非線形 / コヒーレント光
研究概要

1.スーパーギャビティにおけるレーザー光量畳蓄積実験
高エネルギー加速器での蓄積レーザー光との空間相互作用性を高めるため、スーパーキャビティ内でのレーザー蓄積実験を行った。波長1μmのYAGレーザー光を最高7500倍まで蓄積することができ、コンプトン散乱等の相互作用においてきわめて有効な装置として期待できる。安定した光子蓄積立を達成するためには、入射レーザー周波数やスーパーキャビティ長などの熱的変化を補償する必要がある。本研究では、前者に関してはDrever Hall安定法を用い、後者に関してはスーパーキャビティを構成するミラーをスペーサで固定し、共振器長の温度変化を小さくすることを試みた。その結果、安定化が達成され、短路の場合と同様に10時間の蓄積時間が達成できた。
2.スーパーキャビティの加速装着実験
この長路スーパーキャビティを加速に実際に装着し、蓄積実験を行った。振動の影響が従来の場合に比べてかなり大きいことが判明した。このための防振機構を検討し10m超級の長路スーパーキャビティにおいても十分なレベルの防振が可能であることが分かった。
時空間同期整合手法の検討
実際の消滅処理実用大型高エネルギー加速器における電子ビームと時空間での同期整合性を高めるための手法の検討を進めた。レーザー光のスーパーキャビティ内での収束形状によるパルス電子ビームとの時空間道器整合を実現させるための実験を検討し、この実験を行った。
3.スーパーキャビティにおけるγ線発生実験
γ線発生実験の高エネルギー加速器において実施し、S/Nは不十分であるがコンプトン散乱に対応したエネルギーの光子発生が得られた。
4.高レベル放射性廃棄物の消滅処理システムの要素検討
発生できるγ線のスペクトル純度について検討を行い、狭帯域γ線と消滅処理ターゲットとの相互作用における消滅処理の高速化を理論解析を基に検討した。核消滅処理に必要とされる共鳴光子エネルギー14〜16MeV、幅は3〜4MeVという条件は、スーパーキャビティコンプトン散乱光を用いれば達成できる。この方式を用いた消滅処理システムの構成性要素であるレーザー、加速器、照射ターゲットの課題の検討を行った。

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] K. Imasaki, A Moon et al.: "Proof of Principle Experiments for Compton Scattering of a Stored Photon in a Supercavity"Jpn. J. Appl. Phys.. 36. 1446-1446 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Imasaki, A Moon et al.: "Development of high-power γ-ray source by Compton scattering"The Review of Laser Engineering. 26. 696-696 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Imasaki, A Moon et al.: "A supercavity for a Photon Storage System"日本赤外線学会誌. 8. (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Imasaki, A Moon et al.: "High brightness γ-ray and its application for nuclear transmatation"SPIE. 3886. (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 今崎一夫: "レーザー光子-電子散乱による高エネルギー放射光とその利用-"レーザー研究. 14. 27-27 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Imasaki, A Moon et al.: "Study of electron beam with odulated energy distribution for optical klystron Els"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. A407. 57-57 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 今崎一夫(中井編): "パワーレーザーの技術"オーム社. 259 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Imasaki: "Proof of Principle Experiments for Compton Scattering a of Stored Photon in a Supercavity"Jpn.J.Appl.Phys.. 36. 1446 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Imasaki: "Development of high-power γ-ray source by Compton Scattering"The Review of Laser Engineering. 26. 696 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Imasaki: "A Supercavity for a Photon Storage System"J.Jpn.Soc.I Radiation. 82. (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Imasaki: "Design study and experimental performance of a multistage electron collectors"Review of Scientific Instruments. 68. 4404 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Imasaki: "Experimental study on an electron-beam energy recovery system using a multistage collector"Review of Scientific Instruments. 69. 1645 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Imasaki: "Design of Modified Wiggler for Higher Harmonic Lasing of Free Electron Laser"Jpn.J.Appl.Phys.. 37. 1315 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Imasaki: "Study of electron beam with odulated energy distribution for optical klystron FELs"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 407. 57 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Imasaki: "Radiation from Photon-Electron interaction and Its Applications"The Review of raser Engineering. 27. 14 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Imasaki: "High brightness γ-ray and it's application for nuclear Transmutation"SPIE. vol3886. 721 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 今崎一夫、文雅司: "High brightness γ-ray and it's application of nuclear trans."Proceedings of SPIE. 3886. 721-729 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 今崎一夫: "レーザー光子電子散乱による高エネルギー放射光とその利用"レーザー研究. 27. 14-19 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 今崎一夫、文雅司: "レーザー誘雷野外実験"レーザー研究. 26. 696-699 (1998)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 今崎一夫(中井 編): "パワーレーザーの技術"オーム社. 259 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 文 雅司: "コンプトン散乱による高平均出力γ線源の開発" レーザー研究. 26・9. 696-699 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 文 雅司: "光蓄積装置としてのスーパーキャビティの研究" 日本赤外線学会誌. 8・2. 54-60 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] P.K.Roy: "Experimental Study on Electron Beam Enegy Recovery System" Jpn.J.Appl.Phys.38・1A. 279-285 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 今崎 一夫: "レーザー光子・電子散乱による高エネルギー放射光とその利用" レーザー研究. 27・1. 14-19 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 今崎一夫: "光子-電子散乱放射光の利用の可能性" レーザー学会研究会報告書. RTM-97-27. 33-44 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Kubo: ""Characteristic improvement of a tungsten photocathode by tow-wavelength irradiation of Nd : YAG laser"" Applied Physics Letters. 70-17. 2312-2314 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Prabir Kumar Roy: ""Design study and experiment performance of a multistage electron collector"" Review of Scientific Instruments. 68-12. 4404-4408 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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