| 研究課題/領域番号 |
15H03594
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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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| 研究分野 |
量子ビーム科学
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 (2018)
東北大学 (2016-2017)
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 (2015) |
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研究代表者 |
西森 信行 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所, 上席研究員(定常) (60354908)
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| 研究分担者 |
森 道昭 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 光量子科学研究部, 上席研究員(定常) (10323271)
本田 洋介 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, 助教 (40509783)
宮島 司 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 (50391769)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 自由電子レーザー / 光陰極電子銃 / マイクロバンチ不安定性 |
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| 研究成果の概要 |
次世代高繰り返しX線自由電子レーザー（XFEL）用高輝度電子バンチ生成に必須である電子源の高電圧化と高電荷電子バンチ用レーザーシステム開発に取り組んだ。世界最高電圧500kVで0.8mA以上の大電流運転を長時間安定に達成すると共に、300pCの大電荷生成を可能とするレーザーシステム開発に成功した。ビーム性能試験では、電荷10pC以上で電子ビームの空間形状に歪みが生じ、目標とする高輝度ビームを実現出来ていない。原因と考えられるビーム軌道上の制御出来ていない磁場を除去し、高輝度性能達成とマイクロバンチ不安定性抑制の有効性実証を行う。
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| 自由記述の分野 |
物理
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
次世代XFELは高輝度電子バンチをメガヘルツ程度の繰り返しで生成するCW電子源を必要とする。世界的に見て186MHzのRF光陰極電子源と直流光陰極電子源のみが有力な候補である。直流電子源で高輝度性能を達成するには、高加速電界と高加速エネルギーが必要である。それには電子源の高電圧化が必要だが、同時に放電問題を克服する必要がある。本研究では、直流電子源における放電現象の解明にも取り組み、世界最高電圧の500kVで長時間安定に直流光陰極電子源を運転し、暗電流を数ピコアンペア以下に抑制することに成功した。数百キロボルト以上の高電圧が必要とされる多様な技術開発にとって意義のある研究成果である。
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