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沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏; 西森 信行; 羽島 良一; 静間 俊行; 山内 俊彦; 峰原 英介
Proceedings of 25th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.201 - 203, 2000/07
原研自由電子レーザー用超伝導リニアックの高周波制御系は時間変化により設定パラメータがドリフトする現象が現れている。この現象は運転開始直後に顕著に表れる。この原因が高周波制御系の温度変化によることがわかり、高周波制御系の温度特性を測定した。振幅・位相モニター系での変化は振幅で0.4%/
,位相で0.36%/となった。振幅・位相制御回路での温度変化は振幅で1%/,位相で1.6%/となった。さらに制御室の温度は扉の開閉等により7%も変化することもわかった。そこでこのような温度変化による制御系の変動を抑えるためにペルチェ素子を用いた制御系、モニター系の温度コントロールを行い、制御系の安定度の向上を図る。
永井 良治; 羽島 良一; 西森 信行; 沢村 勝; 菊澤 信宏; 静間 俊行; 峰原 英介
Proceedings of 25th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.369 - 371, 2000/07
Fox-Liの手法を用いて光共振器中のモードを計算することにより、原研遠赤外自由電子レーザー用光共振器での最適な外部結合について検討した。可動スクレーパミラー結合とセンターホール結合の効率について、それぞれ外部に取り出されるパワーと損失を算出し評価した。その結果、アンジュレータダクトのアパチャの大きい方向から可動スクレーパミラーを挿入する外部結合が最も効率がよいことがわかり、この結合を用いた光共振器で準平均出力2.34kWを達成した。
西森 信行; 永井 良治; 羽島 良一; 静間 俊行; 峰原 英介
Proceedings of 25th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.71 - 73, 2000/07
原研FELでは高出力FELの達成のために、特に電子銃の改良に努めてきた。電子ビームの生成は230kV高圧熱電子銃で行う。カソードはY646B(EIMAC)を用いグリッドパルサーで駆動する。改良の結果、ビームエネルギー230kV,FWHMパルス幅0.86ns,ピーク電流0.66A,時間ジッター(
)22ps,振動変動1%以下,エミッタンス13
mm-mradの電子ビームが電子銃から得られるようになった。改良点と現在の性能について述べる。
西森 信行; 永井 良治; 羽島 良一; 静間 俊行; 峰原 英介
Proceedings of 25th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.50 - 52, 2000/07
原研FELは1998年2月に最初の発振に成功した。その後、電子銃の性能向上、ビームトランスポートの最適化、縦方向のバンチングスキームの最適化を経て、アンジュレーター内のビームパルス幅を5ps(ピーク電流100A)まで短くすることに成功した。また同時に電子銃からのビームの時間ジッターを=22psに短くすることに成功し、アンジュレーター内でのビームの安定性が増した。上のような改良後に、エネルギー16.4MeV,平均電流5.4mA,ピーク電流100Aの電子ビームでFEL発振実験を行った結果、FEL取り出しKRS5窓の直後で最高平均出力1.7kWが得られた。KRS5窓をブリュースター角に設定すれば2.3kW相当と推定される。
西森 信行; 羽島 良一; 永井 良治
Proceedings of 25th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.374 - 376, 2000/07
原研FELは最近、マクロ平均出力1.7kW(KRS5窓前で2.3kW相当)が得られ、FELの高出力性を示すことができた。高出力FELとして知られているのは、Jefferson Lab.(米),FELIX(蘭),ELSA(仏)等が知られている。これらとのビームパラメーター、FEL性能の比較により、原研FELの特徴(高電荷,高ゲイン)と高出力が得られた理由を考察する。
静間 俊行; 羽島 良一; 峰原 英介
Proceedings of 25th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.53 - 55, 2000/07
原研自由電子レーザー研究グループでは、ビームエネルギー回収法によるレーザー出力の向上を目指している。この計画で、既存のビームラインへ、3台の60度偏向電磁石から構成される180度アークを追加し、主加速器へのビーム再入射を行う。エネルギー回収を効率よく行うために、このビーム輸送系には、等時性及び収色性をもつことが要求される。また、周回ラインへビームを入射するために、周回ビームと入射ビームの合流用電磁石系ラティスが必要となる。本報では、エネルギー回収ビーム輸送系のデザイン設計、計算コードによるシミュレーション結果について報告する。
羽島 良一; 峰原 英介
Proceedings of 25th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.47 - 49, 2000/07
原研FELグループでは、X線自由電子レーザー(第4世代放射光源)を目指した基礎研究を計画している。本計画は、X線FEL(ユーザー利用施設まで含む)の実現に必要な要素技術開発のすべてを網羅する予定である。具体的には、高輝度電子バンチの発生、高勾配超伝導加速、エミッタンス劣化のないバンチ圧縮の実証、SASEの理論と実験、放射線発生を低減するエネルギー回収技術などである。現在、木津地区への建設を前提に計画案をまとめている。本報では、これまでにまとめた計画案を紹介する。
峰原 英介; 山内 俊彦; 杉本 昌義; 沢村 勝; 羽島 良一; 永井 良治; 菊澤 信宏; 西森 信行; 静間 俊行
Proceedings of 25th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.7 - 8, 2000/07
2000年2月に現計画の目標であった1kWを越えることができた。現在、定常発振の引出効率限界の1/2Nwをはるかに越える2.34kWまで確認が終了している。これらを実現し、開発費用と期間を最適化できた、現在の準CWの原研超伝導リニアック駆動源とFELを産業応用に適した全CWシステムへ滑らかに転移させる。今後、産業応用を目標に、新しく発見された動作モードを用いた高効率運転とエネルギー回収運転によって5-10kWまたはそれ以上の高出力を実現する。X線FEL及び卓上型FELのためのsバンド高電界超伝導リニアック駆動源の基礎的設計研究を開始する。学術利用よりは、高出力FELの産業応用を先行する。これらについて報告を行う。
菊澤 信宏; 山内 俊彦; 永井 良治; 峰原 英介
Proceedings of 25th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.366 - 368, 2000/07
高出力遠赤外自由電子レーザーのパルス幅測定のために光第2高調波発生(SHG)を利用したオートコリレータの開発を行っている。すでにSHG用結晶としてCdTe結晶を用いてSHG発生実験を行い、計算値と一致する結果が得られた。現在はSHGオートコリレータを構成し、実際のFEL光のパルス幅測定実験を行っている。現在までに得られた結果を報告する。
杉本 昌義
Proceedings of 25th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.141 - 143, 2000/07
核融合炉材料開発のための中性子照射施設である国際核融合材料照射施設(IFMIF)はアンペア級の40MeV重陽子ビームを連続で加速するリニアックが必要であり、125mAの加速モジュールの設計を進めている。概念設計を完了するにあたり最終目標である250mAを3段階に分けて建設する合理化設計が実施され、リニアックについても第1段階で50mA加速を最小コストで実現し第2段階に125mAまで増力可能な方式を採用した。今年から主要な要素技術についての確証試験を開始するためRFQ, DTL, RFシステムに関するこれまでの設計内容を総合的に見直し、試験項目を確定することが必要である。各要素について設計の現状をまとめるとともに、確証試験の実施課題との係わりについて述べる。
椋木 健*; 大内 伸夫; 吉川 博; 長谷川 和男; 草野 譲一; 水本 元治; 加古 永治*; 斎藤 健二*; 野口 修一*
Proceedings of 25th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.314 - 316, 2000/07
原研とKEKは大強度陽子加速器を核とした、基礎科学研究や原子力工学研究を行うための統合計画を推進している。本加速器に使用される超伝導空胴は扁平形状をしており、真空負荷に対して十分な強度を要求されること、及びパルス化した電磁力により超伝導空胴は加振されるため、空胴の機械的特性が重要な検討項目となる。今回の報告では、972MHz超伝導空胴の形状と機械的特性の関係について解析・検討した。この結果、空胴壁角度を大きくする程構造的に強くなるが、電磁力デチューニングは逆に厳しい状況となり、トレードオフ的最適化が要求されること、多連セル空胴については固有振動数がビームのパルス運転周波数の50Hzの高次モードと非常に接近しており、対策が必要なことがわかった。
榊 泰直; 永井 良治; 吉川 博; 峰原 英介
Proceedings of 25th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.261 - 263, 2000/07
原研とKEK両者によって、世界最高の陽子ビーム出力を目指すプロジェクトが提案されている。この計画のリニアックは、0~400MeVまでは、常伝導キャビテイ、400~600MeVまでは超伝導キャビティで加速する予定である。ところで、リニアック後段に設置される3GeVシンクロトロンは、
P/Pの値が0.1%という非常に高性能なビームクオリティを要求している。この要求をふまえて、超電導キャビティで加速器を構成するうえで、何が問題となるのか把握したうえで、装置並びにユーティリティ設備の設計検討を行わなければならない。そこで、本研究では原研東海研で高い実績を上げている。FEL用超電導リニアックを用いて、超電導リニアックのビーム安定化に関する解析結果を報告する。
草野 譲一; 大内 伸夫; 赤岡 伸雄*; 竹田 修*; 松岡 雅則*; 斎藤 健治*; 野口 修一*; 井上 均*; 椋木 健*; 水本 元治
Proceedings of 25th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.317 - 319, 2000/00
原研と高エネルギー加速器研究機構(KEK)との共同で建設を進めようとしている「大強度陽子加速器計画」では、陽子エネルギー200MeV~600MeVの範囲の線形加速器(リニアック)に加速効率の良い超伝導リニアックの採用を予定している。1995年から、KEKとの共同研究として開発を進めてきた超伝導加速空胴は単セル空胴では、世界最高の表面電界強度を得るなど着実な成果を挙げた。開発の第2ステップとして実機に近い多連セル空胴の試作開発を1998年から開始し、2000年春までにエネルギー領域の異なる2種類の空胴(
=0.5と=0.89各5連セル空胴)の試作試験を行ったので報告する。空胴性能としては目標値(最大表面電解値で16MV/m)を達成しているが、単セル空胴性能と比較すると限界値が低く、この原因を検討している。