超高輝度・超短パルス次世代X線放射光源のための電子ビーム動力学と不安定現象の研究

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15360507
• 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: 羽島 良一 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, グループリーダー (30218432)
• 研究分担者: 沢村 勝 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (30354905) ; 永井 良治 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (40354906) ; 菊澤 信宏 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究員 (50354907) ; 西森 信行 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究員 (60354908) ; 西谷 智博 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 博士研究員 (40391320)
• キーワード: エネルギー回収型リニアック / 次世代放射光源 / 超伝導加速器 / 電子ビームエミッタンス / コヒーレント放射 / ビーム不安定現象 / 自由電子レーザー / フェムト秒

研究概要

超高輝度・超短パルスX線の生成が可能な次世代放射光源として期待されている「エネルギー回収型リニアック(Energy-Recovery Linac=ERL)」において、その光源性能の上限を決める要因と考えられているビーム物理に注目し研究を進めている。3ヵ年の研究計画の3年目にあたる平成17年度は、以下を実施した。
1、昨年度までの成果であるビーム輸送行列を用いたコヒーレント放射効果の解析手法を拡張しERL合流部における低エネルギー電子のエミッタンス増大(ビーム質の劣化)の解析を行い、他の解析手法と総合的な比較を行った。
2、昨年度までに電子の集団効果(コヒーレント放射、および、空間荷電効果)によるERL周回電子ビームのエミッタンス増大を解析し、最適設計を行う手法を提案した。本年度は、この手法および他の解析手法について総合的な比較を行った。
3、昨年度までに製作したビーム位置モニターと超伝導空洞のHOMカップラーを併用して、電子ビームを用いた空洞のアライメントを試みた。ビーム位置モニターとHOMカップラーの信号に相関性が認められ、HOMカップラーをビーム位置モニターとして利用する方法の妥当性を確認した。
4、以上の実験及び解析結果、さらに、昨年度までに提案した研究成果について、論文にまとめ発表を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Optics and Beam Transport in Energy Recovery Linacs (2006)
  • 著者名/発表者名: R.Hajima
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A557 ページ: 45-50
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Multiparameter optimization of an ERL injector (2006)
  • 著者名/発表者名: R.Hajima, R.Nagai
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A557 ページ: 103-105
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Photocathodes for the energy recovery linacs (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Rao, A.Burrill, X.Y.Chang, J.Smedley, T.Nishitani, C.Hernandez Garcia, M.Poelker, E.Seddon, F.E.Hannon, C.K.Sinclair, J.Lewellen, D.Feldman
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A557 ページ: 124-130
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Merger designs for ERLs (2006)
  • 著者名/発表者名: Vladimir N.Litvinenko, Ryoichi Hajima, Dmitry Kayran
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A557 ページ: 165-175
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Multipass beam breakup in energy recovery linacs (2006)
  • 著者名/発表者名: E.Pozdeyev, C.Tennant, J.J.Bisognano, M.Sawamura, R.Hajima, T.I.Smith
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A557 ページ: 176-188
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Overview of CSR codes (2006)
  • 著者名/発表者名: G.Bassi, T.Agoh, M.Dohlus, L.Giannessi, R.Hajima, A.Kabel, T.Limberg, M.Quattromini
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A557 ページ: 189-204
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Status of RF system for the JAERI energy-recovery linac FEL (2006)
  • 著者名/発表者名: Masaru Sawamura, Ryoji Nagai
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A557 ページ: 287-289
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Beam position monitor with HOM couplers (2006)
  • 著者名/発表者名: Masaru Sawamura, Ryoji Nagai
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A557 ページ: 328-330
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] R-matrix analysis of the CSR effects in a future ERL light source (2006)
  • 著者名/発表者名: R.Hajima
  • 雑誌名: Proceedings of Asian Particle Accelerator Conference 2004 ページ: 125-127
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Numerical analysis of velocity bunching for an ERL light source (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Iijima, R.Hajima
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A557 ページ: 213-215
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より