無分散リングにおける3次元レーザー冷却によるビーム結晶化と引き出しに関する研究

• 研究課題/領域番号: 19740152
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 独立行政法人 日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 百合 庸介 独立行政法人 日本原子力研究開発機構, 放射線高度利用施設部, 研究員 (90414565)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 3,110千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 510千円); 2009年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2008年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2007年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
• キーワード: クリスタルビーム / ビーム冷却 / レーザー冷却 / イオンビーム / 蓄積リング / 空間電荷効果 / 分子動力学シミュレーション / 運動量分散

研究概要

究極の超高品位荷電粒子ビームであるクリスタルビームを実現するため、分子動力学シミュレーションを駆使し、運動量分散のない蓄積リングにおける3次元レーザー冷却法を用いたクリスタルビームの生成手法を探るとともに、広範な温度領域におけるイオンビームの加熱率を種々の条件で評価しクリスタルビーム実現のための物理的条件を明らかにした。また、リングから引き出したクリスタルビームの安定な輸送のための条件を解明した。

研究成果

• [雑誌論文] Simulation Study of Emittance Growth from Coulomb Collisions in Low-Temperature Ion Beams (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Yuri, H. Okamoto, H. Sugimoto
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan Vol.78
  • NAID: 130005437180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coulomb Coupling and Heating of Charged Particle Beams in the Presence of Dispersion (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Okamoto, H. Sugimoto, Y. Yuri
  • 雑誌名: Journal of Plasma Fusion Research Vol.8 ページ: 950-954
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation Study of Emittance Growth from Coulomb Collisions in Low-Temperature Ion Beams (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Yuri
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 78
  • NAID: 130005437180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coulomb Coupling and Heating of Charged Pardcle Beams in the Presense of Dispersion (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Okamoto
  • 雑誌名: Journal of Plasma Fusion Research 8 ページ: 950-954
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the Stability of High-Energy Crystalline Beams (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Sugimoto, H. Okamoto, J. Wei, Y. Yuri, A.M. Sessler
  • 雑誌名: Proceedings of the 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan ページ: 436-438
• [雑誌論文] Heating Rate of Highly Space-charge-dominated Ion Beams in a Storage Ring (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Yuri, H. Okamoto
  • 雑誌名: Proceedings of the 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC08) ページ: 3077-3079
• [雑誌論文] ON THE STABILITY OF HIGH-ENERGY CRYSTALLINE BEAM (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Sugimoto
  • 雑誌名: Proceedings of the 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan ページ: 436-438
• [雑誌論文] Heating Rate of Highly Space-charge-dominated Ion Beams in a Storage Ring (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Yuri
  • 雑誌名: Proceedings of the 11th European Particle Accelerator Conference ページ: 3077-3079
• [雑誌論文] Beam Cooling Experiments at Ion Storage Ring, S-LSR (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Shirai, M. Tanabe, H. Souda, M. Ikegami, S. Fujimoto, H. Tongu, A. Noda, K. Noda, S. Shibuya, T. Fujimoto, S. Iwata, H. Okamoto, Y. Yuri, M. Grieser, H. Fadil, E. Syresin, I.A. Seleznev, A. Smirnov, I. Meshkov
  • 雑誌名: Proceedings of the 9th Symposium on Accelerator and Related Technology for Application ページ: 19-22
• [雑誌論文] HIGH-ENERGY COLLIDING CRYSTALS-A THEORETICAL STUDY (2007)
  • 著者名/発表者名: J. Wei
  • 雑誌名: Proceedings of the Workshop on Beam Cooling and Related Topics COOL07 ページ: 91-95
• [雑誌論文] Beam Cooling Experiments at Ion Storage Ring, S-LSR (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Shirai
  • 雑誌名: Proceedings of the 9th Symposium on Accelerator and Related Technology for Application ページ: 19-22
• [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation of Crystalline Beams Extracted from a Storage Ring
  • 著者名/発表者名: Y. Yuri
  • 雑誌名: Proceedings of the 10th International Computational Accelerator Physics Conference (ICAP09) (掲載決定)
• [雑誌論文] Modeling of Ultra-Cold and Crystalline Ion Beams
  • 著者名/発表者名: H. Okamoto, H. Sugimoto, Y. Yuri, M. Ikegami, J. Wei
  • 雑誌名: Proceedings of the 10th International Computational Accelerator Physics Conference (ICAP09) (掲載決定)
• [雑誌論文] Status and Challenges in Beam Crystallization
  • 著者名/発表者名: J. Wei, P. Yu, H. Okamoto, Y. Yuri, X. -P. Li, A.M. Sessler
  • 雑誌名: Proceedings of the Workshop on beam cooling and related topics (COOL09) (掲載決定)
• [雑誌論文] High-Energy Colliding Crystals - A Theoretical Study
  • 著者名/発表者名: J. Wei, H. Okamoto, H. Sugimoto, Y. Yuri, A.M. Sessler
  • 雑誌名: Proceedings of the Workshop on Beam Cooling and Related Topics (COOL07) 2007 ページ: 91-95
• [学会発表] Molecular Dynamics Simulation of Crystalline Beams Extracted from a Storage Ring (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Yuri
  • 学会等名: 10th International Computational Accelerator Physics Conference (ICAP09)
  • 発表場所: Mark Hopkins Intercontinental Hotel(米国、サンフランシスコ)
  • 年月日: 2009-09-03
• [学会発表] Modeling of Ultra-Cold and Crystalline Ion Beams (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Okamoto
  • 学会等名: 10th International Computational Accelerator Physics Conference (ICAP09)
  • 発表場所: Mark Hopkins Intercontinental Hotel (米国、サンフランシスコ)
  • 年月日: 2009-09-03
• [学会発表] Molecular Dynamics Simulation of Crystalline Beams Extracted from a Storage Ring (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Yuri
  • 学会等名: 10th International Computational Accelerator Physics Conference
  • 発表場所: Mark Hopkins Intercontinental Hotel(米国サンフランシスコ)
  • 年月日: 2009-09-03
• [学会発表] Modeling of Ultra-Cold and Crystalline Ion Beams (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Okamoto
  • 学会等名: 10th International Computational Accelerator Physits Conference
  • 発表場所: Mark Hopkins Intercontinental Hotel(米国、サンフランシスコ)
  • 年月日: 2009-09-03
• [学会発表] Status and Challenges in Beam Crystallization (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Wei
  • 学会等名: Workshop on beam cooling and related topics (COOL09)
  • 発表場所: Ning-Wo-Zhuang Hotel(中国、蘭州)
  • 年月日: 2009-09-01
• [学会発表] Status and Challenges in Beam Crystallization (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Wei
  • 学会等名: Workshop on beam cooling and related topics
  • 発表場所: Ning-Wo-Zhuang Hotel(中国、蘭州)
  • 年月日: 2009-09-01
• [学会発表] Coulomb Coupling and Heating of Charged Particle Beams in the Presence of Dispersion (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Yuri
  • 学会等名: 14th International Congress on Plasma Physics (ICPP2008)
  • 発表場所: 福岡国際会議場(福岡県福岡市)
  • 年月日: 2008-09-11
• [学会発表] Coulomb Coupling and Heating of Charged Particle Beams in the Presence of Dispersion (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Yuri
  • 学会等名: 14th International Congress on Plasma Physics (ICPP2008)
  • 発表場所: 福岡県福岡市 福岡国際会議場
  • 年月日: 2008-09-11
• [学会発表] 高エネルギー結晶化ビームの安定性について (2008)
  • 著者名/発表者名: 杉本寛
  • 学会等名: 第5回日本加速器学会年会・第33回リニアック技術研究会
  • 発表場所: 東広島市中央公民館(広島県東広島市)
  • 年月日: 2008-08-06
• [学会発表] Heating Rate of Highly Space-charge-dominated Ion Beams in a Storage Ring (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Yuri
  • 学会等名: 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC08)
  • 発表場所: Magazzini del Cotone(イタリア、ジェノバ)
  • 年月日: 2008-06-26
• [学会発表] 超低エミッタンスイオンビームのエミッタンス増加率 (2007)
  • 著者名/発表者名: 百合庸介
  • 学会等名: 日本物理学会2007年年次大会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道札幌市)
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] 超低エミッタンスイオンビームのエミッタンス増加率 (2007)
  • 著者名/発表者名: 百合庸介
  • 学会等名: 日本物理学会 2007年年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-21