| 研究分担者 |
水田 正志 日本電気(株), 基礎研究所, 主任研究員
坂 貴 大同特殊鋼(株), 新素材研究所, 主任研究員
田中 信夫 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40126876)
堀中 博道 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (60137239)
吉岡 正和 高エネルギー物理学研究所, 教授 (50107463)
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| 研究概要 |
我々はリニアコライダーでの偏極電子ビーム実用化を目指し「偏極電子生成用フォトカソード開発」「偏極電子銃作製」を2本柱とする研究を推進しているが,今年度は特に後者に関し大きな前進を得た。すなわち我々はすでにフォトカソード開発用の偏極電子源(1号機)を長年稼働させてきたが,新たに100KV偏極電子銃(2号機)を完成させ種々の性能試験を行ない,さらに並行して200KV偏極電子銃(3号機)作製を目指した設計をほぼ完了し一部の装置作製と試験を実施できる段階まで進んで来た.
まず2号機では,GaAsカソードをチタンサファイアレーザー装置から発生させた5ナノ秒幅のパルス光(10Hz)で照射し,ほぼ同じパルス幅を持つ偏極電子ビームの生成を達成した後,最大ピーク電流,偏極度,カソード寿命などの測定実験を実施した.70KeVでの運転では,最大ピーク電流として〜1Aを得たが,この値は空間電荷制限で決まる上限値の〜1/2に達しており,またピーク電流が量子効率に強く依存して飽和することから,高密度ビームを負の電子親和性(NEA)表面から取り出す場合に特有の"表面電荷制限"効果が働いていることも確認した.カソード寿命は100時間以上と問題なく,70KeV偏極電子銃としてはすでに実用化可能と判断できる.
しかしリニアコライダー用としては2号機では限界があることも判明した.1つはNEA表面作製のためにGaAs表面に添加するCs原子のステンレス電極への蓄積による電界放出暗電流の増加によるNEA状態の劣化であり,他はカソードでの電界不足によるピーク電流制限である.ロードロック機構と200KV印加によりこの限界を突破するのが3号機の目標であるが,すでに設計は完了し,基幹装置であるNEA表面活性化装置は作製を終え最初の光電流の取り出しを達成する所まで研究が進展している.
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