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2008 年度 実績報告書

次世代X線・γ線光源用電子銃における電子パルス波形整形による超高輝度ビームの生成

研究課題

研究課題/領域番号 20360424
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 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)
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, 研究副主幹 (60354908)
飯島 北斗  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, 任期付研究員 (90361534)
キーワード放射線、X線、粒子線 / 量子ビーム / 半導体物性 / 電子源 / 次世代光源
研究概要

エネルギー回収型リニアックに代表される先進電子加速器を用いた次世代X線・γ線光源の輝度、強度は電子源の性能(エミッタンス)に大きく依存する。われわれは、光陰極型DC電子銃において、電子ビームエミッタンスを格段に小さくする(輝度を大きくする)技術として電子パルスの波形整形に注目し、本研究課題においてその実現を目指している。
本年度は、(1)既存の250kV電子銃において発生した電子パルスの時間波形を測定するための偏向RF空洞の整備、(2)高輝度電子測定用スクリーンモニタの確立、(3)非線形光学結晶を用いたレーザーパルス時間波形整形の実証、(4)半導体光陰極における光励起キャリア寿命測定を行うためのポンプ・プローブ実験装置の立ち上げを行った。
(1)では、空洞の内導体の加工、周波数チューナー、入力カップラーの製作を行い、所定の周波数で十分なQ値を得て、ハイパワーテストまで完了した。5-20ピコ秒の電子パルスの時間波形が測定できる性能を得た。
(2)では、0.1mm厚のYAG:Ceスクリーンを用いて250kV電子ビームの空間分布測定を行った。スクリーン表面にAlを蒸着することで、電荷集中による破壊を防止できることを確認した。なお、空間分解能は40μm程度と見積もられている。
(3)では、YVO4結晶(複屈折結晶)を用いて、直線偏光したTi:Sapレーザーのパルスから、時間遅延をもった二つのパルスを生成した。厚さの異なる複数の結晶を直列に挿入することで、擬似的に矩形波形(高輝度電子発生に適している)を生成できる見通しを得た。
(4)では、既存のフェムト秒Ti:Sapレーザーを中心としたポンプ・プローブ実験装置を組み立て、ポンプ・プローブ信号の取得を試みた。信号が微弱なために、チョッパーとロックインアンプの追加が必要であることがわかった。これについては、次年度以降に引きつぐ。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] ERL高輝度電子銃ビーム診断のための偏向空洞の特性2008

    • 著者名/発表者名
      西森信行, 永井良治, 飯島北斗, 羽島良一, 沢村勝, 本田洋介, 武藤俊哉
    • 雑誌名

      第5回日本加速器学会、第33回リニアック技術研究会論文集

      ページ: 595-597

  • [雑誌論文] ERL放射光源のための高輝度大電流電子銃の開発の現状2008

    • 著者名/発表者名
      羽島良一, 永井良治, 飯島北斗, 西森信行, 本田洋介, 武藤俊哉
    • 雑誌名

      第5回日本加速器学会、第33回リニアック技術研究会論文集

      ページ: 607-609

  • [学会発表] JAEAフォトカソードDC電子銃のビームライン構築2009

    • 著者名/発表者名
      飯島北斗、永井良治、西森信行、羽島良一、本田洋介、武藤俊哉
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20090300
  • [学会発表] ERL電子銃の開発状況2009

    • 著者名/発表者名
      西森信行、永井良治、飯島北斗、本田洋介、武藤俊哉、山本将博、奥見正治、中西彊、栗木雅夫、羽島良一
    • 学会等名
      第26回PFシンポジウム
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      20090300
  • [学会発表] ERL放射光源用大電流電子銃のビーム試験2009

    • 著者名/発表者名
      永井良治, 羽島良一, 西森信行, 飯島北斗, 沢村勝, 菊澤信宏
    • 学会等名
      日本原子力学会2009年春の年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-03-24
  • [学会発表] Development of an electron gun for ERL based light sources2009

    • 著者名/発表者名
      N. Nishimori, R. Nagai, H. lijima, R. Hajima, et al.
    • 学会等名
      Korea-Japan Joint Workshop on Quantum Radiation Sources for Advanced Science
    • 発表場所
      Deajon, Korea
    • 年月日
      2009-03-13
  • [学会発表] JAEA 250kV電子銃でのビーム試験2009

    • 著者名/発表者名
      飯島北斗, 永井良治, 西森信行, 羽島良一
    • 学会等名
      高輝度電子源検討会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2009-01-22
  • [学会発表] 500kV電子銃の光陰極準備容器・高電圧容器の設計2009

    • 著者名/発表者名
      西森信行
    • 学会等名
      高輝度電子源検討会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2009-01-22
  • [学会発表] 500kV-10mA電源の製作状況とビームダンプの基本設計2009

    • 著者名/発表者名
      永井良治, 羽島良一, 西森信行, 飯島北斗, 沢村勝, 菊澤信宏
    • 学会等名
      高輝度電子源検討会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2009-01-22
  • [学会発表] ERL入射部に求められる性能とその達成へのシナリオ2009

    • 著者名/発表者名
      羽島良一
    • 学会等名
      高輝度電子源検討会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2009-01-22
  • [学会発表] ERL放射光源のための高輝度大電流電子銃の開発2009

    • 著者名/発表者名
      羽島良一, 永井良治, 飯島北斗, 西森信行, 本田洋介, 武藤俊哉, 山本将博, 奥見正治, 中西彊, 栗木雅夫
    • 学会等名
      日本放射光学会年会合同シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-01-12
  • [学会発表] 超低エミッタンス電子ビーム発生のための光陰極技術2008

    • 著者名/発表者名
      羽島良一
    • 学会等名
      高輝度電子銃研究会
    • 発表場所
      京都府宇治市
    • 年月日
      2008-11-19
  • [学会発表] 超低エミッタンス超短パルス電子ビームの物理2008

    • 著者名/発表者名
      羽島良一
    • 学会等名
      ビーム物理研究会
    • 発表場所
      兵庫県佐用町
    • 年月日
      2008-11-06
  • [学会発表] Development of an electron gun for an ERL based light sources in Japan2008

    • 著者名/発表者名
      N. Nishimori, R. Nagai, H. IIjima, R. Hajima, et al.
    • 学会等名
      Workshop on Sources of Polarized Electrons and High Brightness Electron
    • 発表場所
      Newport News, USA
    • 年月日
      2008-10-02

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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