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論文

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

 被引用回数:3 パーセンタイル:61.51(Instruments & Instrumentation)

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.

論文

ERL主ライナックのためのカプラー開発; カプラ実機におけるエージング試験

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

Proceedings of 9th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1026 - 1030, 2012/08

ERL主加速ライナックに用いる入力カプラの開発を行っている。カプラについては実機の製作が完了し(2台)エージングを兼ねてハイパワー試験を行った。試験の電源はクライストロンを用いて行った。試験の初期では、入力パワーにパルスでゲートをかけ、パルス幅を10マイクロ秒、繰り返し5Hzでパワーを増加させ、一度100KWまで到達させた。その後はパルス幅や繰り返しを増やすことで、入力するパワーを増やしていき、100KWまでの到達を繰り返しながらエージングを行い、最終的には40KW, CWまで到達させた。

論文

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

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。

論文

High power tests of KEK-ERL input coupler for main linac under liquid nitrogen condition

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

Proceedings of 15th International Conference on RF Superconductivity (SRF 2011) (Internet), p.356 - 360, 2011/07

ERL主加速器のための入力カップラーの試作機を製作し、大出力試験を行った。この入力カップラーは2つのセラミック窓を持っている。大電力試験ではコールド窓と呼ばれる超伝導加速器側の窓は液体窒素で冷却される。大出力試験ではマルチパクターにより10kWだった電力も、8時間のパルスプロセッシングにより定在波モードで25kWまで通すことができた。20kWでは16時間キープすることができ、温度はベローズ部分で最大120Kの上昇があったが、ERL運転に際して問題となる温度上昇は見られなかった。大電力試験後コールド窓に対して室温と液体窒素温度の冷却サイクル試験を行ったが、真空漏れや割れは起こらなかった。これらの結果から入力カップラーに対する熱及び高周波性能を満たすことを確認した。

論文

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

 被引用回数:2 パーセンタイル:75.84(Instruments & Instrumentation)

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$$gamma$$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。

論文

ERL主ライナックのためのカプラー開発; 改良セラミック窓のハイパワー試験

篠江 憲治*; 阪井 寛志*; 梅森 健成*; 沢村 勝; 中村 典雄*; 古屋 貴章*

Proceedings of 7th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (DVD-ROM), p.511 - 513, 2010/08

ERL超伝導主加速器のための入力カップラーの開発を開始した。入力カップラーの構成要素であるセラミック窓やベローズを製作し、30kW出力のIOTを用いた大出力試験を行った。この試験で突然の熱負荷のためセラミック窓が損傷したが、これは予期していなかった双極モードの励起によることがわかった。セラミック窓を新しく製作し、27kWまでの大出力試験に成功した。

論文

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

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。

論文

Recent progress in the energy recovery linac project in Japan

坂中 章悟*; 明本 光生*; 青戸 智浩*; 荒川 大*; 浅岡 聖二*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.2338 - 2340, 2010/05

日本においてERL型放射光源を共同研究チームで提案している。電子銃,超伝導加速空洞などの要素技術開発を進めている。また、ERL技術の実証のためのコンパクトERLの建設も進めている。これら日本におけるERL技術開発の現状について報告する。

論文

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

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。

論文

Development of input power coupler 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 14th International Conference on RF Superconductivity (SRF 2009) (Internet), p.684 - 688, 2009/09

ERL用超伝導主加速器用入力カップラーの開発を始めている。カップラーに要求される性能は20MV/mの加速電界、100mAのエネルギー回収モードでの運転で20kWである。入力カップラーの製作にあたってSTF-BLの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のカップラー構成要素の製作を行い、30kWのIOTによる大出力試験を行った。

論文

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。

論文

コンパクトERL建設の進捗状況

小林 幸則*; 坂中 章悟*; 佐藤 康太郎*; 春日 俊夫*; 河田 洋*; 羽島 良一; 中村 典雄*

Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.66 - 69, 2009/08

高エネルギー加速器研究機構は、エネルギー回収型リニアック(ERL)に基づく次世代放射光源を将来計画と位置付け、その実現に向けたR&Dを行うべくコンパクトERL建設へ向けて具体的な作業を開始した。ERLで最も重要な装置は、超高輝度の電子ビームを発生できるフォトカソードDC電子銃と、大電流のビームを高電界で加速できる超伝導空洞である。ERL計画推進チームでは、これらの装置を開発しつつ、コンパクトERLを設置する予定の東カウンターホール(旧陽子シンクロトロン実験室)の改修,インフラの増強,ヘリウム冷凍機の整備を行っている。本学会では、コンパクトERLの進捗状況と今後の予定について報告する。

論文

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

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),$$gamma$$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。

論文

Progress in R&D efforts on the energy recovery linac in Japan

坂中 章悟*; 吾郷 智紀*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; 原田 健太郎*; 平松 成範*; 本田 融*; et al.

Proceedings of 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC '08) (CD-ROM), p.205 - 207, 2008/06

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放射光源としてエネルギー回収型リニアック(ERL)が提案されており、その実現に向けた要素技術の研究開発が日本国内の複数研究機関の協力のもと進められている。本稿では、ERL放射光源の研究開発の現状を報告する。

報告書

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。

論文

ERL放射光源に向けたR&Dの現状

坂中 章悟*; 小林 幸則*; 佐藤 康太郎*; 春日 俊夫*; 河田 洋*; 羽島 良一; 中村 典雄*

Proceedings of 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.225 - 227, 2008/00

エネルギー回収型リニアックによる次世代放射光源の実現を目指したプロジェクトが国内複数機関の協力のもと実施されている。本報告では、要素技術開発の現状,設計研究の成果などを述べる。

論文

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。

口頭

Future light source based on energy recovery linac at Japan

羽島 良一; 河田 洋*; 春日 俊夫*; 佐藤 康太郎*; 中村 典雄*

no journal, , 

コヒーレントX線,フェムト秒X線の発生が可能な、エネルギー回収型リニアック(ERL)に基づく次世代放射光源計画を原子力機構と高エネルギー加速器研究機構が中心となり推進している。本講演では、ERL型次世代放射光源により拓かれる放射光科学の展開を述べ、両機構が実施中のERL型次世代放射光源を目指した要素技術開発の現状を報告する。

口頭

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。

口頭

ERL加速器のR&Dの現状

坂中 章悟*; 小林 幸則*; 羽島 良一; 中村 典雄*

no journal, , 

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放射光源として、エネルギー回収型リニアックの研究開発が原子力機構,高エネルギー加速器研究機構,東京大学物性研究所を中心とした共同チームで進められている。本プロジェクトの成果として、電子銃,超伝導空洞といった主要な要素機器の開発,コンパクトERLの設計研究について報告する。

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