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多段自動変調された大強度相対論的電子ビームからの超放射

研究課題

研究課題/領域番号 13680553
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 プラズマ理工学
研究機関金沢大学

研究代表者

鎌田 啓一  金沢大学, 自然科学研究科, 助教授 (90143875)

研究分担者 安藤 利得  金沢大学, 理学部, 助教授 (80212679)
研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2002年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2001年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワード大強度相対論的電子ビーム / 自動変調 / 超放射 / 大強度電磁波源 / 電子サイクロトロンメーザー / 同軸空洞 / 自動加速 / 大強度電磁波 / 電磁波放射
研究概要

1GWを越える高出力電磁波源では,高出力に伴う強電場による放電破壊現象が起こる.これに対処する一つの方法が電磁波放射の短パルス化である.近年,超放射と呼ばれる新しい電磁波放射機構が提唱されている.この機構は元来パルス的にしか起きず,しかも放射の効率が良い事が特徴である.これを高出力電磁波源として用いるためには,超短パルスの大強度電子ビームが必要とされる.更に実用化に向けて繰り返し運転の可能性を確かめる必要がある.本研究では,大強度相対論的電子ビームに外部電源を用いずに変調をかける新たな方式を開発し,これを用いて繰り返し超放射の予備的実験い成功した.
同軸空洞をのみ用いて大強度電子ビームに変調をかける自動変調方式では,従来は同長の空洞を使用していた.しかし,この方式では,電流立ち上がり時間の遅い電子ビームに,高周波の変調をかけることはできなかった.本研究では,初段の空洞の長さを,ビーム電流立ち上がり時間に光速をかけた長さの1/3以上に設定し,所望の変調周期に対応する空洞長まで段快適に空洞長を半分にして行く多段自動変調方式の開発に成功した.具体的には500keV,4kA,パルス幅12nsの電子ビームに1GHzの変調をかけることに成功した.
変調周波数500MHzの電子ビームを,サイクロトロン超放射の条件を満たす環境に入射した所,変調周期に対応した間隔で,ビーム幅と同程度の間の電磁波放射を観測した.放射電磁波の周波数は期待通りの17GHzであった.この結果は,超放射の繰り返し運転の可能性を示したものと考えられる.この放射が確実に超放射機構と断定するためには,今後,電磁波出力の電流依存性等を調べる必要がある.

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] M.Kamada, R.Ando, N.S.Ginzburg, K.Kamada: "Multi-stage automodulation using decreasing length cavities"IEEE trans. Plasma Sci.. 31. 297-299 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.S.Ginzburg, I.V.Zotova, R.M.Rozental, A.S.Sergeev, M.Kamada, K.Kurihara, H.Shirasaka, R.Ando, K.Kamada: "Increasing of Superradiance pulse peak power by optimization of electron bunch profile"Nacl. Instrum. Methods Rhys. Res. A. (to be published).

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 鎌田啓一, 鎌田正輝, 栗原一晃, 白坂治樹, 石端啓一, 西口高志, 安藤利得, 長谷川大祐: "超放射検証のための大強度電子ビームの波形整形"電子情報通信学会 技術研究報告書. 102. 234-241 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Mori, M.Kamada, T.Nishiguchi, R.Ando, K.Kamada: "Propagation of an intense electron beam through a gap"Proc.14th Int. Conf. High-Power Particle Beams. 223-226 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kamada, M.Mori, Y.Yamada, R.Ando, N.S.Ginzburg, K.Kamada: "Generation of tranius of sabnanosecond bunches of IREB passing through a sevies of coaxial cavities"Proc.14th Int. Conf. High-Power Particle Beams. 27-230 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kamada, M.Mori, K.Sugawara, Y.Yamada, K.Kurihara, T.Nishiguchi, R.Ando, K.Kamada: "Trains of electron pulses generation using multi-stage cavities"Research Report NIFS-PROC.. 51. 141-150 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Kamada, R. Ando N. S. Ginzburg and K. Kamada: "Multi-stage automodulation using decreasing length cavities"IEEE trans. Plasma Sci.. vol.31. 297-299 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. S. Ginzburg. I. V. Zotova, R. M. Rozental, A. S. Sergeev, M. Kamada, K. Kurihara, H. Shirasaka, R. Ando and K. Kamada: "Increasing of superradiance pulse peak power by optimization of electron bunch profile"Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A.. to be published.

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Kamada, H. Shirasaka, K. Kurihara, M. Kamada, R. Ando, D. Hasegawaa and N. S. Ginzburg: "Formation of intense ultrashort relativistic electron beams using multi-stage autoacceleration for superradiance observation"Proc. Of 5 th Int. Workshop on Strong Microwaves in Plasmas, (Nizhny Novgorod, Russia Aug. 2002). To be published.

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Kamada, M. Kamada, K. Kurihara, H. Shirasaka, K. Ishibana, T. Nishiguchi, R. Ando and D. Hasegawa: "Formation of ultrashort relativistic electron beams using coaxial cavities for superradiance observation (in Japanese)"Technical Reports of IEICE. Vol. 102, No. 501(ED2002-234-241). 25-30 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Mori, M. Kamada, T. Nishiguchi, R. Ando and K. Kamada: "Propagation of an intense electron beam through a gap"Proc. 14th Int. Conf. High-Power Particles Beams, (Albuquerque USA, 2002). 223-226 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Kamada, M. Mori, Y. Yamada, R. Ando, N. S. Ginzburg and K. Kamada: "Generation of trains of subnanosecond bunches by automodulation of IREB passing through a series of coaxial cavities"Proc. 14th Int. Conf. High-Power Particles Beams, (Albuquerque USA, 2002). 227-230 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. S. Ginzburg, I. V. Zotova, R. M. Rozental, A. S. Sergeev, M. Kamada, K. Sugawara, K. Kurihara, H. Shirasaka, R. Ando and K. Kamada: "Increasing of peak power of superradiation pulses by variation of accelerating voltage"Proc. 14th Int. Conf. High-Power Particles Beams, (Albuquerque USA, 2002). 291-294 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Kamada, M. Mori, K. Sugawara, Y. Yamada, K. Kurihara, T. Nishiguchi, Ritoku Ando and K. Kamada,: "Trains of electron pulses generation using multi-stage cavities"Research Report NIFS-PROC-51. 141-150 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. S. Ginzburg, I. V. Zotova, R. M. Rozental, A. S. Sergeev, M. Kamada, K. Sugawara, K. Kurihara, H. Shirasaka, R. Ando and K. Kamada: "Generation of nanosecond S band microwave pulses based on superradiance"Research Report NIFS-PROC-51. 151-159 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Tsukuda, M. Masuzaki, N. Toyosugi, C. Y. Lee, R. Ando, and K. Kamada: "Instabilities driven by an intense beam in a plasma filled dielectric lined waveguide immersed in a finite axial magnetic field"Int. J. Infrared and Millimeter Waves. Vol. 22. 1147-1162 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kamada, R.Ando, N.S.Ginzbag, K.Kamada: "Malti-stage automodulation using decreasing length cavities"IEEE trans.Plasama Sci.. (to be published).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] N.S.Ginzburg, F.V.Zotova, R.M.Rosental, A.S.Segreev, M.Kamada, K.Kurihara, H.Shirasaka, R.Ando, K.Yamada: "Ircreasing of sauerradiance peak power by optimzation of electron punch profile"Nucl.Instrum.Methods Rhys.Res.A. (to be published).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kamada, H.Shirasaka, K.Kurihara, M.Kamada, R.Ando, D.Hasegawa, N.S.Ginzburg: "Formation of intense ultrashort relativistic electron beams using multi-stage autoacceleration for superradiation observation"Proc.of the 5th Int.Workshop on Strong Microwaves in Plasma. (to be published).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kamada, M.Mori, Y.Yamada, R.Ando, N.S.Ginzbug, K.Kamada: "Generation of trains of sub-nanosecond banches by automodulation of IREB passing throug a series of coaxial cavitips"Proc.14th Int.Conf.High-Power Particle Beams. 227-230 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kamada, M.Mori, K.Sugawara, Y.Yamada, K.Kurihara, T.Nishiguchi, R.Ando, K.Kamada: "Trains of electron pulses generation using multi-stage cavities"Research Report NIFS-RROC-51. 141-150 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 鎌田正輝, 森倫也, 安藤利得, 鎌田啓一: "自動変調による大強度相対論的電子ビーム列の生成"電気学会研究会試料(パルスパワー研究会). PP5-01-66. 25-30 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 鎌田正輝, 森倫也, 安藤利得, 鎌田啓一: "自動変調による短パルス大強度相対論的電子ビーム列の生成"電子学会研究会資料(パルスパワー研究会). PPT-01-66. 25-30 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Masaki kamada, Michiya Mori, Keiichi Kamada, Ritoku Ando, 他: "Automodulation of an intense relativistic elevtron beam using decreasing length cavities"Research Report NIFS-PROC-50. 42-51 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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