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コンパクトERLでのレーザーコンプトン散乱光源実証実験

Demonstration of laser Compton-scattered photon source at the cERL

永井 良治; 羽島 良一; 静間 俊行; 森 道昭; 赤木 智哉*; 小菅 淳*; 本田 洋介*; 荒木 栄*; 照沼 信浩*; 浦川 順治*

Nagai, Ryoji; Hajima, Ryoichi; Shizuma, Toshiyuki; Mori, Michiaki; Akagi, Tomoya*; Kosuge, Atsushi*; Honda, Yosuke*; Araki, Sakae*; Terunuma, Nobuhiro*; Urakawa, Junji*

コンパクトERL(cERL)においてエネルギー回収型リニアックを基盤とするレーザーコンプトン散乱(LCS)光源のために必要な加速器およびレーザーについての技術開発を行った。ERL-LCS光源のような高強度,エネルギー可変,単色光源は非破壊核種分析に必要な光源である。ERL-LCS光源による光子生成実証のために、cERLの回収ループにレーザーエンハンスメント共振器を設置した。電子ビームエネルギー,レーザー波長,衝突角はそれぞれ、20MeV, 1064nm, 18$$^{circ}$$である。LCS光子の最大エネルギーは約7keVである。感度領域17mm$$^{2}$$のシリコンドリフト検出器を衝突点から16.6mの位置でのLCS光子の観測に用いた。その計測の結果、検出器での強度、中心エネルギー、エネルギー広がりはそれぞれ、1200/s, 6.91keV, 81eVであった。

Accelerator and laser technologies required for laser Compton scattering (LCS) photon source based on an energy-recovery linac (ERL) have been developed at the Compact ERL (cERL) facility. A high-flux, energy tunable, and monochromatic photon source such as the ERL-based LCS photon source is necessary for nondestructive assay of nuclear materials. For the demonstration of the ERL-based LCS photon generation, a laser enhancement cavity was installed at the recirculation loop of the cERL. The electron beam energy, the laser wavelength, and the collision angle are 20 MeV, 1064 nm, and 18 $$^{circ}$$, respectively. The calculated maximum energy of the LCS photons is about 7 keV. A silicon drift detector (SDD) with active area of 17 mm$$^{2}$$ placed 16.6 m from the collision point was used for observation of the LCS photons. As a result of the measurement, the flux on the detector, central energy, and energy width of the LCS photons were obtained as 1200/s, 6.91 keV, and 81 eV, respectively.

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