| 研究課題/領域番号 |
19H00691
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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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| 審査区分 |
中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
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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 |
大森 恒彦 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 協力研究員 (80185389)
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| 研究分担者 |
高橋 徹 広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 特定教授 (50253050)
上杉 祐貴 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (60780682)
鷲尾 方一 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70158608)
照沼 信浩 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, 教授 (70237014)
Aryshev Alexander 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, 准教授 (70801588)
保坂 勇志 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 次世代放射光施設整備開発センター, 主任研究員(任常) (90645558)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
44,720千円 (直接経費: 34,400千円、間接経費: 10,320千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2020年度: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2019年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
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| キーワード | X線イメージング / 偏光X線源 / レーザー・電子衝突 / コンプトン散乱 / 偏極ガンマ線源 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
レーザー・電子衝突により逆コンプン散乱で生成されるX線/γ線は準単色性、偏光制御、エネルギー可変など優れた特徴を持つ。レーザー光を光共振器空洞中に蓄積し、元の強度を何桁も上回る高強度のレーザー光を作る事ができる。そこに電子ビームを通し衝突させX線/γ線を生成する。我々は、(1) 自発共鳴・レーザー発振蓄積空洞、(2) 4枚ミラー空洞、(3)バーストアンプ技術、この3つを融合し大強度蓄積と極小スポットを同時に実現する究極の蓄積空洞を開発する。これを小型加速器と組み合わせ高品質・大強度X線を発生し、従来大型の放射光施設でのみ可能であった高度な X線イメージングを小型の装置で実現する。
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| 研究実績の概要 |
自発共鳴・レーザー発振光蓄積空洞の高性能化のための研究を行った。
具体的には小型の大気中試作空洞を用いた、高フィネス化、パルス化の研究を行った。特にそれらが安定性と両立する条件を研究した。光蓄積空洞のモード、モード間の関係、それが安定性に及ぼす影響を研究した。装置の温度管理が重要であることがわかったので、昨年に引き続きその強化を行なった。具体的には空洞本体に温度管理のための水パイプを巡らせる、レーザーの入っている箱の断熱を強化するなどの対策を行なった。
本光蓄積空洞の加速器への組み込みをめざして加速器との同期の研究行なった。各種の方式を比較検討し、レーザーコンプトン散乱のためのレーザー光を発生するレーザー発振器、すなわち本研究のレーザー装置自身を加速器のマスターオシレーターとして使用する方法を採用することとした。理由はこの方式では同期のためのフィードバック機構を用いる必要がなく、最も簡便で、それでいて高い同期精度が得られるからである。この方式の実現のためにレーザー光周回路から光シグナルを取り出して加速器に送る方式の研究を始めた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
自発共鳴発振による光蓄積という全く新しい方式のレーザーを開発しているが、その発振の安定性を確保することに時間がかかっている。温度管理が重要であることがわかってきたが、温度管理の方式の研究は、条件を変化させてから結果を得るまでの1ランウンドに時間がかかり、そのことも時間のかかる要因になっている。また光路の中で特に発振の安定性に重要な部分をわり出そうとしているが、その特定にも時間がかかっている。本研究ではレーザーパルスを衝突の相手である電子ビームを生成する加速器の運転用マスターオシレーターとしても使用する。そのためレーザー発振の安定性は特に重要であり、時間がかかっても丁寧に研究する必要がある。
コロナ禍とロシアによるウクライナ侵略戦争のために多くの製品の納期が従来よりも大幅に長くなっている。これも遅れの原因となっている。
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| 今後の研究の推進方策 |
温度管理をさらに徹底して安定度を向上させる。レーザーのハイパワー化の研究に進む。大型のレーザー空洞を用いる研究に進む。
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