Analysis on effects of transverse electric field in an injector cavity of compact-ERL at KEK

Hwang, J.-G.*; Kim, E.-S.*; 宮島 司*; 本田 洋介*; 原田 健太郎*; 島田 美帆*; 高井 良太*; 久米 達哉*; 長橋 進也*; 帯名 崇*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 753, p.97 - 104, 2014/07

https://doi.org/10.1016/j.nima.2014.03.045

For a future synchrotron light source based on a linac, e.g. an X-ray free electron laser and an energy recovery linac (ERL), an injector is a key component to generate a high brightness electron beam. For the acceleration and transportation of the electron beam in the injector, the adjustment of beam orbit inside the cavity is important to avoid the deterioration of the beam quality due to the transverse electric field of it, which causes the transverse emittance growth. To adjust the beam orbit, an investigation of the electromagnetic center of the cavity is required in the beam operation. This paper shows a new method for measuring the electromagnetic center of the cavity, and describes an analytical model of emittance growth due to a combination of transverse electric field and orbit offset. The validation of the method was confirmed by the emittance measurement in the compact ERL (cERL) injector at KEK.

ERL主ライナックのためのカプラー開発; 試作カプラー1号機におけるハイパワー試験

篠江 憲治*; 阪井 寛志*; 梅森 健成*; Cenni, E.*; 沢村 勝; 中村 典雄*; 古屋 貴章*

Proceedings of 8th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1300 - 1302, 2011/08

http://www.pasj.jp/web_publish/pasj8/proceedings/poster/TUPS139.pdf

ERL主加速器用入力カップラーの開発を行っているが、セラミック窓の試作機を製作し、性能試験を行った。このセラミック窓を用いて入力カップラーの試作機を製作し、真空断熱槽に設置して液体窒素温度に冷却し、大電力試験を行った。これは入力カップラーをクライオモジュールに設置したときと同じ状況である。この試験で25kWを入力することができた。発熱による温度分布も調べ、要求仕様を満たすことを確認した。

Generation and applications of ultra-short electron beams in energy-recovery linacs

羽島 良一; 島田 美帆*; 中村 典雄*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 637(1, Suppl.), p.S37 - S42, 2011/05

https://doi.org/10.1016/j.nima.2010.02.017

エネルギー回収型リニアック(ERL)による次世代放射光源は、テラヘルツから線までの幅広い光子エネルギー範囲で既存光源を上回る性能が期待されている。ERLの特長のひとつである超短電子パルスの発生は、これらの光源の性能を高めるのに大いに貢献する。本論文では、二種類の方式による超短電子パルスの生成方法,磁気圧縮,速度集群について紹介し、合わせてその利用について概括する。

Power coupler development for ERL main linac in Japan

阪井 寛志*; 古屋 貴章*; 坂中 章悟*; 高橋 毅*; 梅森 健成*; 石井 篤*; 中村 典雄*; 篠江 憲治*; 沢村 勝

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.2953 - 2955, 2010/05

http://accelconf.web.cern.ch/AccelConf/IPAC10/papers/wepec029.pdf

1.3GHzERL超伝導主加速器のための入力カップラーの開発を行っている。セラミック窓やベローズなどの要素開発を行い、30KWのIOTを用いた各要素の大電力試験を行ったところ、突然の熱負荷によりセラミック窓が破損した。予期せぬ双極モードの励起によって熱負荷が起こることを発見し、セラミック窓を新しくすることにより27kWまで問題なく電力を供給することができた。

ERL主ライナックのための1.3GHz入力カプラーの開発; 30kW IOTを用いたカプラーコンポーネントテスト

阪井 寛志*; 梅森 健成*; 坂中 章悟*; 高橋 毅*; 古屋 貴章*; 篠江 憲治*; 石井 篤*; 中村 典雄*; 沢村 勝

Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.866 - 868, 2010/03

http://www.pasj.jp/web_publish/pasj6/papers/fpaca01.pdf

ERL超伝導空洞用1.3GHz入力カップラーの開発を行っている。20MV/mの加速電界で100mA加速を行うにはエネルギー回収モードで20kWの入力カップラーが必要となる。STF-BLの入力カップラーをもとに20kWのCW運転用に改良を行った。セラミック窓やベローズなど各要素の大電力試験を30kW出力のIOTを用いて行ったので、その結果を報告する。

コンパクトERLのための主加速空洞RF振幅位相と入射タイミングの許容誤差の研究

中村 典雄*; 宮島 司*; 島田 美帆*; 小林 幸則*; 坂中 章悟*; 羽島 良一

Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.109 - 111, 2009/08

次世代放射光源であるエネルギー回収型ライナック(ERL)では、既存の放射光源に比べてバンチ長が短く、最小で100fs以下になる。したがって、構成機器やバンチのタイミング制御に対して高い精度が要求されるものと予想できる。本研究では、コンパクトERLにおける主超伝導加速空洞の振幅と位相の誤差、及び入射器からのバンチ入射タイミングの誤差がバンチタイミングやバンチ圧縮に及ぼす影響をビームのシミュレーションで評価し、それらの許容誤差と要求される精度を明らかにする。

エネルギー回収型リニアック次世代放射光源のための要素技術開発とコンパクトERLの建設

羽島 良一; 中村 典雄*; 坂中 章悟*; 小林 幸則*

加速器, 6(2), p.149 - 157, 2009/07

http://ci.nii.ac.jp/naid/40016794922

エネルギー回収型リニアック(Energy-Recovery Linac: ERL)に基づく次世代放射光源として、X線放射光(アンジュレータ光),線光源(レーザーコンプトン光)が提案され、これらの実現に向けた技術開発が国内研究機関の連携のもと、進められている。本稿では、電子銃,超伝導加速空洞などの技術開発の現状と、実証施設(コンパクトERL)の建設に向けた準備状況を述べる。

コンパクトERLの設計研究

羽島 良一; 中村 典雄*; 坂中 章悟*; 小林 幸則*

JAEA-Research 2008-032, 188 Pages, 2008/02

JAEA-Research-2008-032.pdf:23.41MB

コヒーレントX線,フェムト秒X線の発生が可能な次世代X線放射光源を目指した、ERL加速器の開発研究が国内複数機関の連携のもとで進んでいる。共同研究チームは、ERL放射光源に必要な加速器要素技術の総合的な実証を行うために、小型のERL装置(コンパクトERL)を建設することとした。本報告書は、コンパクトERLの設計研究について記したものであり、加速器要素技術ごとの仕様と開発の道筋,ビームダイナミクスの諸問題に対する検討を含んでいる。さらに、コンパクトERLをテラヘルツ光源,レーザコンプトンX線光源として利用する可能性について考察した。

コンパクトERL電子ビーム光学系の設計研究

白神 剛志*; 中村 典雄*; 原田 健太郎*; 島田 美穂*; 坂中 章悟*; 小林 幸則*; 羽島 良一

Proceedings of 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.589 - 591, 2008/00

エネルギー回収型リニアック放射光源のための実証機である「コンパクトERL」について、周回軌道の電子ビーム光学系の設計を行った。周回軌道中においてバンチ圧縮を行う構成では、77pCのバンチ電荷に対して、40フェムト秒の超短電子パルスが生成できることを示した。

R&D status of the ERL light source project in Japan

羽島 良一; 坂中 章悟*; 中村 典雄*; 古屋 貴章*

no journal, , 

原子力機構と高エネルギー加速器研究機構が中心となって進めているERL型次世代放射光源のための、加速器要素技術の研究開発の現状を報告する。低エミッタンス大電流電子銃の開発では、GaAs半導体光陰極にアルミを混晶することで、高い量子効率が得られることを見いだし、次世代放射光源の要求仕様に近づきつつある。大電流加速が可能な超伝導空洞として、ビームパイプにHOM吸収体を配置した新型空洞の設計製作を進めている。HOM不安定性の閾値は従来のTESLA型空洞を4倍上回る結果が得られている。本講演では、これら研究開発の最新状況を報告する。