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小型光源リングでの極短周期アンジュレータ実用化とそれに最適化した光源リングの設計

研究課題

研究課題/領域番号 19H04401
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分80040:量子ビーム科学関連
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

研究代表者

山本 樹  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特任教授 (20191405)

研究分担者 高嶋 圭史  名古屋大学, シンクロトロン光研究センター, 教授 (40303664)
大熊 春夫  大阪大学, 核物理研究センター, 特任教授 (60194106)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード放射光光源 / アンジュレータ / 極短周期 / 自由電子レーサー / 自由電子レーザー
研究開始時の研究の概要

本研究では,既存の低エネルギー小型電子蓄積リングに極短周期アンジュレータを設置して,実際に発生するアンジュレータ放射光のスペクトルを測定することにより,極短周期アンジュレータがこのような小型電子蓄積リングに於ける高エネルギー放射光源として有用であることを実証する。
上記と平行して,極短周期アンジュレータに最適化した光源リングの設計を行う。非常に狭いギャップで動作する極短周期アンジュレータの実用性が,上記の実証を達成することにより,低エネルギーリングにおいても10keVクラスのアンジュレータ硬X線生成が可能な高輝度光源の設計・開発に新たな指針を与えると考える。

研究成果の概要

小型電子蓄積リングおける極短周期アンジュレータの実用化を試みた。Aichi-SR(あいちシンクロトロン光センター)に於ける設置検討の結果,同施設に於いて極短周期アンジュレータの設置および光源性能評価が実施可能であることを確認し,Aichi-SRおよび同アンジュレータの改造・設置準備を行った。
しかし,COVID-19拡大の影響を大きく受け,アンジュレータの設置と評価試験実施が不可能であることが,研究期間最終年度後半に判明したため,小型リングとしての第二候補であったKEK先端加速器試験施設へのアンジュレータ設置を行い,評価試験の準備を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

放射光は今や先端研究のみならず,様々な分野の重要なツールとなったが,小型放射光施設では偏向電磁石放射の利用が主であり,アンジュレータ光の利用は限定的である。しかし,周期長を数mm程度とすれば,全長30cm程度でも100周期に達するアンジュレータを実現でき,放射光の高エネルギー化と施設建設の低コスト化を同時に期待できる。そのために,板状永久磁石に周期磁場を多極着磁する新手法を開発して,実用型極短周期アンジュレータを開発した。本研究では小型放射光施設に於ける,極短周期アンジュレータからの放射光スペクトルを計測・評価することにより,同アンジュレータが小型放射光施設で有用であることの実証を目指した。

報告書

(2件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うちオープンアクセス 4件、 査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] 極短周期アンジュレータの開発と光源性能評価試験 II2020

    • 著者名/発表者名
      山本 樹,益田 伸一,細貝知直,神門正城
    • 雑誌名

      第17回日本加速器学会年会プロシーディングス

      巻: 17 ページ: 145-149

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 極短周期アンジュレータの開発と光源性能評価試験2019

    • 著者名/発表者名
      山本 樹,益田伸一,浜 広幸,柏木 茂,日出富士雄,武藤俊哉,南部健一
    • 雑誌名

      第16回日本加速器学会年会プロシーディングス

      巻: 16 ページ: 170-174

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 極短周期アンジュレータの開発2019

    • 著者名/発表者名
      山本 樹
    • 雑誌名

      プラズマ・核融合学会誌

      巻: 95 ページ: 509-513

    • NAID

      130006711554

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Light source based on a 100 mm-long monolithic undulator magnet with a very short 4 mm-period length2019

    • 著者名/発表者名
      S. Yamamoto, S. Kashiwagi, S. Masuda, N. Nakanii, T. Hosokai, M. Kando, T. Muto, K. - Nanbu, F. Hinode and H. Hama
    • 雑誌名

      J. Synchrotron Rad.

      巻: 26 号: 6 ページ: 1902-1910

    • DOI

      10.1107/s1600577519013031

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 極短周期アンジュレータによる放射光生成原理実証2020

    • 著者名/発表者名
      山本 樹,益田 伸一,浜 広幸,柏木 茂,日出富士雄,武藤俊哉,南部健一,細貝知直,神門正城
    • 学会等名
      第33回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 極短周期アンジュレータの開発と光源性能評価試験 II2020

    • 著者名/発表者名
      山本 樹,益田 伸一,細貝知直,神門正城
    • 学会等名
      第17回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 極短周期アンジュレータの開発と光源性能評価試験2019

    • 著者名/発表者名
      山本 樹,益田 伸一,浜 広幸,柏木 茂,日出富士雄,武藤俊哉,南部健一
    • 学会等名
      第16回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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