| 研究課題/領域番号 |
15360507
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
原子力学
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| 研究機関 | 独立行政法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
羽島 良一 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, グループリーダ (30218432)
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| 研究分担者 |
沢村 勝 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (30354905)
永井 良治 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (40354906)
菊澤 信宏 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究員 (50354907)
西森 信行 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究員 (60354908)
西谷 智博 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 博士研究員 (40391320)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
2005年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2004年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2003年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
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| キーワード | エネルギー回収型リニアック / 次世代X線放射光源 / 超伝導加速器 / 電子ビームエミッタンス / コヒーレント放射 / ビーム不安定現象 / 自由電子レーザー / フェムト秒パルス / 次世代放射光源 / フェムト秒 |
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| 研究概要 |
超高輝度・超短パルス次世代X線放射光源であるERL放射光源(エネルギー回収型リニアック;Energy-Recovery Linac=ERL)の実現に必要な電子ビーム動力学の諸問題のうち、電子の集団効果に起因する現象(不安定性、エミッタンス増大)について研究を行った。
ERLで加速可能な電流の上限を決めるHOMによる不安定現象については、HOM不安定現象を解析するために、粒子追跡型のシミュレーションコードを作成し、他の研究機関が開発したコードと比較対照を行った。
また、原子力機構ERLにおいてHOM不安定現象を観測すべく、ビームに強制的擾乱を与える実験を行い、ビームの振動周波数に等しいHOMの励起を確認した。さらに、HOMを計測することで電子ビームのポジションを高精度で計測できることを提案し、予備実験により本手法の妥当性を確認した。
ERL固有の構成要素である合流部におけるエミッタンス増大とその補償については、横方向空間電荷効果に加えて、縦方向空間電荷効果(longitudinal space charge force)を考慮しなければならないことを、本研究で初めて明らかにし、同時に、ビーム輸送の線形理論(行列計算)を用いてエミッタンス増大を最小にする合流部の設計が可能であることを示した。
ERL入射器の設計は、多数変数を含んだ最適設計が必要であるが、滑降シンプレックス法とSA法(Simulated Annealing法)を適用した。この設計において、上記のエミッタンス増大解析手法(線形理論)を基本知識として取り込むことで最適設計が可能であることを示し、ERL放射光源が求める仕様を満たすERL入射器の基本設計を得た。
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