遠赤外レーザーを用いた逆コンプトン散乱過程による低エネルギーガンマ線の生成

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14205018
• Research Institution: Japan Synchrotron Radiation Research Institute
• Principal Investigator: 大熊 春夫 (財)高輝度光科学研究センター, 加速器部門・運転・軌道解析グループ・グループリーダー主席研究員 (60194106)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 伸介 (財)高輝度光科学研究センター, 加速器部門・加速管チーム, チームリーダー主幹研究員 (00416380) ; 田村 和宏 (財)高輝度光科学研究センター, 加速器部門・光診断チーム, 副主幹研究員 (10360835) ; 小路 正純 (財)高輝度光科学研究センター, 加速器部門・ビーム診断チーム, 副主幹研究員 (70416379) ; 岡島 茂樹 中部大学, 工学部, 教授 (90113084) ; 藤原 守 大阪大学, 核物理研究センター, 助教授 (00030031)
• Keywords: 逆コンプトン散乱 / レーザー電子光 / ガンマ線 / 遠赤外レーザー / 導波管 / 高エネルギー放射光

Research Abstract

1.低エネルギーガンマ線の発生技術に関する研究
遠赤外レーザーの中空アクリル導波管による伝送系の改善を行った。中空アクリル管の中に流す乾燥空気の露点は-40℃である。これにより導波管内の水蒸気による遠赤外光の吸収が低減でき、約20mの導波管による伝送効率は70〜80%以上が常に確保出来るようになった。長い直線部を持ち、レーザー光を蓄積リングに導入するミラーチェンバ(14年度製作、15年度設置)を相互作用領域に出来るだけ近い位置に設置して、より高強度のガンマ線の生成を目指して建設を進めている加速器診断II(BL05SS)にアクリル中空導波管と偏向部ミラーホルダー(16年度製作)による約60mのレーザー伝送系の設置を行った。また、遠赤外レーザーを加速器診断IIのビームライン実験ホールに設置するためのレーザークリーンルームの建設も行った。
2.高性能光励起遠赤外レーザーの開発に関する研究
今までに開発した要素技術を組み合わせて、118.8μm発信線の安定化を行った。これにより、ほとんどフリーランの状態でも8時間程度は目立った出力低下は無く、長時間のデータ蓄積が必要となる生成ガンマ線のスペクトル測定が容易に行えるようになった。また、レーザー出力の増加を計画していたが、要素技術の開発を進めて実現化を検討した。
3.生成ガンマ線の計測と試験測定
加速器診断I(BL38B2)でのレーザーコンプトンガンマ線の生成試験を行い、ガンマ線生成を確認した。エネルギーキャリブレーションにY88線源を用いて、理論通りの10.2MeVを最大エネルギーとするスペクトルが測定された。遠赤外レーザーの出力は約1Wであり、ガンマ線と重なって放射されるシンクロトロン放射光を減衰させるために検出器の前方に設置したPb,C,Al等の吸収率を考慮して、ガンマ線の生成レートは3.4×10^3photons/secと評価された。これは、シミュレーションの結果とも、ほぼ一致している。
これらの報告を、日本放射光学会年会、日本物理学会年会等で行った。