| 研究課題/領域番号 |
15H03595
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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 |
量子ビーム科学
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| 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 |
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研究代表者 |
小山 和義 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, 協力研究員 (40357041)
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| 研究分担者 |
上坂 充 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30232739)
栗村 直 国立研究開発法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (10287964)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2016年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2015年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | ビーム物理 / フォトニック結晶 / 加速器 / 量子ビーム / 高性能レーザー / フィオトニック結晶 |
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| 研究成果の概要 |
放射線生物学研究や放射線化学研究への応用に資するため、オンチップ誘電体加速システムの設計を可能にすることを目指した。理論的考察とシミュレーションによって、誘電体回折格子を用いた加速構造の最適条件を求めた。
バイナリーブレーズ誘電体回折格子を使った加速構造の研究に加えて、小型の市販品レーザーでも電子加速を可能にするための方法を研究し、波長以下の周期構造の回折格子が高効率反射鏡として使えることを使った微小共振器構造及び導波管構造の開発を行い、微小共振器構造ではレーザーエネルギーを0.76%に減らし、導波路構造ではレーザーから電子へのエネルギー変換効率を10%に出来る事を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
レーザーを使った誘電体加速器は、加速勾配が従来の高周波加速器の10倍の大きさであり、加速器を1/10の大きさにできるだけでなく、誘電体の微細構造からなる加速管の大きさは1/2ミクロン以下でありマイクロビーム発生が可能である。このような加速器は、1MeVの低エネルギーでは放射線生物学研究や放射線化学研究への応用が考えられ、高効率化・高繰り返し化を図る事によって素粒子物理への応用も可能になる。バイナリー回折格子の性質を利用して、本研究で得た微小光学共振器及び導波路型加速構造に関する成果は、小型の市販品レーザーでの電子加速に道を拓くものである。
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