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高柳 智弘*; 池畑 隆*; 真瀬 寛*; 大場 弘則; 柴田 猛順
JAERI-Research 2005-024, 14 Pages, 2005/09
電子ビーム加熱蒸発時に発生する弱電離ガドリニウムプラズマ流を、鉄芯間の01.5kGの磁場に導き、プラズマの磁場中での挙動を調べた。磁場を強くしていくとプラズマは乱れが生じるとともに磁場を横切って流れる量が減少し、やがて検出されなくなった。プラズマが流れなくなる磁場の強さはプラズマ密度に依存せず、プラズマ流が磁場中を横切ることができるのはイオンのラーモア半径がプラズマ幅の2倍程度より大きいときであることがわかった。また、電子ビーム蒸発生成プラズマはその密度によらず一定強度の磁場を横切っては進めないことがわかったので、原子ビーム中のプラズマ除去はこれまでの除去電極への負電圧印加だけでなく、磁場によってもできると考えられる。
高柳 智弘; 池畑 隆*; 奥村 義和; 渡邊 和弘; 花田 磨砂也; 雨宮 亨*; 柏木 美恵子
Review of Scientific Instruments, 73(2), p.1061 - 1063, 2002/02
被引用回数:1 パーセンタイル:12.48(Instruments & Instrumentation)負イオンの引き出し加速系では、引き出し電極に埋め込んだ永久磁石によるダイポール磁場によって電子を偏向させ加速部へ流出するのを抑制している。負イオンもわずかではあるがこの磁場によってその軌道が偏向される。高収束の負イオン加速器を実現するうえでは、この負イオンビームの偏向の度合いを詳細に把握することが必要である。そこで、引き出し電極の磁場が負イオンビームの軌道に与える影響を調べるため、原研の400keV負イオン源用いて、プラズマ電極と引き出し電極のギャップを変えてプラズマ引き出し面の磁場を変化させ、そのときの負イオンビームの偏向角度を調べた。その結果、プラズマ電極と引き出し電極のギャップを3mmから9mmとし積分値が310Gauss・cmから160Gauss・cmと減少したとき、ビームの偏向角度が9.5mradから6.4mradへと減少することがわかった。しかし、この場合の磁場積分値と偏向角度の比は、それぞれ1.9:1と1.5:1で一致しなかった。ビームの偏向角度には、3段加速電極の静電レンズ効果が含まれ、ダイポール磁場の積分値だけに依存しないことがわかった。また、偏向角度はビームのエネルギーに反比例することを明らかにした。これらの実験により得られた結果は、3次元軌道計算ソフトOPERA-3Dを用いて行った軌道解析の結果と良い一致を示した。
松元 英也*; 池畑 隆*; 真瀬 寛*; 小倉 浩一; 柴田 猛順
JAERI-Research 97-025, 36 Pages, 1997/03
磁場中を垂直に流れるネオジム原子ビームにパルス色素レーザー光を照射し、共鳴イオン化によりドリフト速度約750m/sの遅いプラズマ流を生成した。プラズマのイオン密度が高いときはプラズマが磁場を横切って直進し、プラズマの生成位置から57mm下流に設けた平板コレクタで検出された。イオン密度を低くしていくと、磁場を高くするに従い磁場を横切り直進してくるプラズマ量の減少が見られ、さらに磁場を高くしていくと検出されなくなった。プラズマのイオン密度3.510~1.010cm、磁場0~2460Gの広い範囲で平板コレクタに到達するプラズマ量を調べ、磁場中で作られる分極荷層の厚さがプラズマの幅に比べ、十分薄いときプラズマは磁場を横切って直進することが確認できた。
松元 英也*; 相島 幸則*; 池畑 隆*; 真瀬 寛*; 小倉 浩一; 柴田 猛順
Proc. of 1996 Int. Conf. on Plasma Physics, 1(0), p.398 - 401, 1997/00
磁場中を垂直に流れるナオジム原子ビームにパルス色素レーザー光を照射し、共鳴イオン化によりドリフト速度約700m/sの遅いプラズマ流を生成した。プラズマのイオン密度が高く低磁場ではプラズマが磁場を横切って直進し、プラズマの生成位置から60mm下流に設けた平板コレクタで検出された。高磁場にしてイオン密度が低くしていくと、磁場を横切り直進してくるプラズマ量の減少が見られ、さらに磁場を高くしていくと検出されなかった。プラズマのイオン密度が2.710~2.010cm、磁場が0~2460Gの広い範囲で平板コレクタに到達するか否かは比誘電率に依存し、70のときプラズマは磁場を横切って直進し、30のとき直進できず下流コレクタで検出できなかった。
鈴木 康夫*; 池畑 隆*
NUP-A-96-10, 0, p.92 - 94, 1996/00
超小型X線源の提案をする。主コンポーネントは、プラズマ加速管とプラズママイクロアンジュレーターとからなり、いずれも0.1又は0.01cc程度のものになる。前者は、いわゆるレーザーによる航跡波を利用した加速器であり、後者はシートプラズマ列を用いたアンジュレーターである。いずれも、著者らが考案した、レーザー干渉法と共鳴イオン化法とによって作れることを示した。これらを現実化する光学系の提案とともに、全体としての概念設計、個別機器の考え方等を検討し、卓上化が十分に可能であることを示した。
永井 良治; 峰原 英介; 佐々木 茂美; 沢村 勝; 杉本 昌義; 高雄 勝*; 加藤 龍好; 大久保 牧夫; 鈴木 康夫; 池畑 隆*; et al.
Journal of Nuclear Science and Technology, 32(8), p.715 - 718, 1995/08
被引用回数:1 パーセンタイル:17.54(Nuclear Science & Technology)原研自由電子レーザー計画に用いられる平板型ハイブリットアンジュレーターの性能を評価するために、磁場測定システムによりアンジュレータ磁場の分布を測定した。その磁場分布をコンピュータ・コードと比較した。長手方向には正弦波状であり、断面方向ではほぼ一定であった。アンジュレータ磁場分布の不均一性は十分に小さく原研自由電子レーザーの発振に十分な性能を持つことが解った。
鈴木 康夫; 池畑 隆*
JAERI-Research 95-035, 15 Pages, 1995/05
卓上に据えつけ可能なX線FEL(自由電子レーザー)の開発を提案している。電子ビームの加速には、レーザー航跡波加速の原子を利用したプラズマ加速管、光源部には、プラズマ・マイクロアンジュレーターを用いることによって超小型化を図る。これらはそれぞれ1cc程度の大きさですむ。プラズマ加速管、プラズマ・マイクロアンジュレーターとも、レーザー干渉・共鳴イオン化法によって作ることができる。この作り方を述べるとともに超小型X線FEL開発の可能性について述べる。
池畑 隆*; 鈴木 康夫; 永井 良治; 定本 嘉郎*; 佐藤 直幸*; 真瀬 寛*
JAERI-Research 95-028, 20 Pages, 1995/03
プラズマ・マイクロアンジュレーターの作り方の提案をしている。レーザー干渉法と同位体分離研究で研究されている共鳴イオン化法を用いて、プラズマスクラブを作りアンジュレーターとするもので、極めて独創的な発想に基づくものである。現在の技術レベルで、周期長10~100m、周期数100~1000のアンジュレーターが十分達成でき、その場合には、2ケタから3ケタの大幅な短波長化が期待できる。いいかえると放射光あるいは自由電子レーザーのビームエネルギーを1ケタから2ケタ下げることができる。
相島 幸則*; 池畑 隆*; 真瀬 寛*; 小倉 浩一; 柴田 猛順
JAERI-Research 95-021, 23 Pages, 1995/03
ネオジム原子ビームにパルス色素レーザー光を照射し、共鳴イオン化で、ドリフトエネルギー0.5eVで磁場中を垂直に流れるネオジムプラズマを生成した。プラズマ生成部60mm下流に設置した平板コレクタまでプラズマが磁場を横切って到達するかどうかを観測した。低磁場でイオン密度が高い時、プラズマは磁場を横切り直進するのに対し、高磁場で、低イオン密度の時は、コレクタに到達するプラズマ量が減少し、到達時間の遅れが見られた。コレクタへの到達はプラズマ量や到達時間の遅れは、イオン密度7.510~1.710cm、磁場0~2240Gの広い範囲で、プラズマの比誘電率のみで決まり、特に1000のとき、プラズマは磁場を横切り直進できた。この結果は、非常に低速のプラズマについても、磁場を横切って直進するために必要なの最少値の理論予測(イオン電子の質量比)/2=513(ネオジムの場合)と一致した。
永井 良治; 小林 秀樹*; 佐々木 茂美; 沢村 勝; 杉本 昌義; 加藤 龍好; 菊澤 信宏; 大久保 牧夫; 峰原 英介; 池畑 隆*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 358, p.403 - 406, 1995/00
被引用回数:13 パーセンタイル:76.15(Instruments & Instrumentation)原研自由電子レーザー計画のために平板型ハイブリットアンジュレーターを開発した。このアンジュレータの終端処理にはディスプレースメント・フリー終端を採用した。この終端処理は電子の軌道のずれを最小にすることを目的として行った。このアンジュレータの性能について報告する。
相島 幸則*; 池畑 隆*; 真瀬 寛*; 小倉 浩一; 柴田 猛順
JAERI-M 94-056, 11 Pages, 1994/03
レーザーの共鳴イオン化生成ネオジムプラズマから、電極に正負の電圧を印加してイオンを回収した。回収イオンのエネルギーを、負電極側に設けたゲート電極を用いた飛行時間法により、イオン回収の開始時から終了までの任意の時間で測定できるようにした。平行平板電極にV(V)の電圧を印加した場合イオン回収の開始時から終了まで常にイオンのエネルギーがV(eV)になっていることが確認された。今後、本測定手法を細線電圧印加や高周波電圧印加等の効率的イオン回収時の回収イオンエネルギー測定に用いる予定である。