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論文

CERL主加速器クライオモジュール運転の現状; 大電流ビーム運転時における空洞内の現象理解に向けて

沼田 直人*; 浅川 智幸*; 阪井 寛志*; 梅森 健成*; 古屋 貴章*; 篠江 憲治*; 江並 和宏*; 江木 昌人*; 坂中 章悟*; 道園 真一郎*; et al.

Proceedings of 12th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.566 - 570, 2015/09

将来の大規模ERL型加速器実現のために、試験加速器であるコンパクトERL(cERL)が建設された。2013年度よりビームコミッショニングを行っており、2014年2月にはビームが周回するようになった。現在は目標のビーム性能を実証するための調整運転を行っている。cERLでは大電流かつ低エミッタンスのビームを高加速勾配の超伝導空洞で安定にエネルギー回収運転できるかの実証を目的としている。主加速器クライオモジュールの性能評価試験結果及びcERL運転時においてのモジュール内の現象を報告する。

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

Cavity diagnostics using rotating mapping system for 1.3 GHz ERL 9-cell superconducting cavity

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

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.2950 - 2952, 2010/05

エネルギー回収型リニアックのための超伝導空洞の開発を行っているが、空洞内面における電子放出や温度上昇スポットを調べるために回転マッピングシステムを用いた空洞診断を行っている。温度上昇を調べるための炭素抵抗と電子放出を調べるためのシリコンPINダイオードが設置されている。これらのセンサーを空洞軸周りで回転させることにより、空洞表面の全体を詳しく調べることができる。エネルギー回収型リニアック用のニオブ9セル空洞に回転マッピングシステムを取り付け縦測定を行ったので、その結果を報告する。

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

KEK ERL cryomodule development

阪井 寛志*; 古屋 貴章*; 加古 永治*; 野口 修一*; 佐藤 昌史*; 坂中 章悟*; 宍戸 寿郎*; 高橋 毅*; 梅森 健成*; 渡辺 謙*; et al.

Proceedings of 45th Advanced ICFA Beam Dynamics Workshop on Energy Recovery Linacs (ERL '09) (Internet), p.57 - 62, 2010/05

コンパクトERLのための入射器クライオモジュールと主加速器用クライオモジュールの開発が2006年より始まっている。入射器のクライオモジュールには2セル1.3GHzの空洞が3個、主加速器クライオモジュールには9セル1.3GHzの空洞が2個納められる設計になっている。これらクライオモジュールの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

KEKにおけるERL放射光源用500kV電子銃の開発計画

山本 将博*; 本田 洋介*; 宮島 司*; 内山 隆司*; 小林 正則*; 武藤 俊哉*; 松葉 俊哉*; 坂中 章悟*; 佐藤 康太郎*; 斉藤 義男*; et al.

Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.860 - 862, 2009/08

ERL実証機となるコンパクトERL(cERL)の建設準備がKEK東カウンターホールにて進められている。cERL早期運転実現のため、開発要素の多い電子銃部については実機開発の他、バックアップ及びR&D機として原子力機構及び高エネルギー加速器研究機構それぞれにおいて同時に開発を進めることとなった。現在原子力機構で先行して立上げが行われている1号機に対し、今後高エネルギー加速器研究機構にて立上げる2号機では、1号機との互換性を持たせつつも、(1)透過型光陰極の採用,(2)光陰極複数同時活性化及びその保存機能を持つ準備システムの開発,(3)電子銃の極高真空化のための真空系及び600kV絶縁セラミック管の開発・改良に力点を置き、現在設計を進めている。

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用超伝導主加速器開発の現状

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

Proceedings of 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.610 - 612, 2008/00

エネルギー回収型リニアック(ERL)の主加速器部における高調波モード(HOM)対策はBeam Breakup(BBU)等を抑制し、加速電流のしきい値を増やして、安定に加速するために重要である。われわれのHOM対策は、(1)大口径ビームパイプの採用,(2)新しい空洞形状の最適化,(3)偏心フルートの採用である。空洞計算により良好なHOM性能を得ることができたが、実際の空洞性能及び問題点を検証するために、2種類の単セル空洞と1つの9セル空洞を製作した。2つの単セル空洞に関しては表面処理を行ったのち、2K温度での縦測定を行い良好な結果が得られた。また9セル空洞に関しては現在表面処理を行っており、9月頃に空洞性能を調べるための縦測定を行う予定である。

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。

論文

ERL主ライナックのための入力カプラーの開発現状

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

Proceedings of 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.592 - 594, 2008/00

1.3GHz 9セル空洞のための入力カップラーの開発を行っている。入力電力は20MV/mで20kWを想定している。このカップラーはSTF-BLの入力カップラーを基本に、TRISTANの同軸セラミックの採用など20kW CWでの運転のために幾つかの改良を行っている。現在セラミック窓やベローズなどの大電力試験のためのテストスタンドを製作している。ERL主加速器用入力カップラーの設計指標や大電力テストスタンドでの測定結果について報告する。

論文

エネルギー回収型リニアックに関する国際ワークショップ(ERL-2007)

羽島 良一; 坂中 章悟*

放射光, 20(4), p.263 - 265, 2007/07

2007年5月に英国ダーズベリーで開催された「エネルギー回収型リニアックに関する国際ワークショップ」の会議報告である。

論文

Quadrupole HOM damping with eccentric-fluted beam pipes

沢村 勝; 古屋 貴章*; 坂中 章悟*; 諏訪田 剛*; 高橋 毅*; 梅森 健成*; 阪井 寛志*; 篠江 憲治*

Proceedings of 2007 Particle Accelerator Conference (PAC '07) (Internet), p.1022 - 1024, 2007/06

四重極高調波モードを減衰させるための偏心フルートを提案した。偏心フルートは四重極モードから双極モードへのモードコンバータとして作用する。パラメータを最適化することによって偏心フルートにより四重極の縮退した2つのモード共減衰させることができる。ローパワーモデルを用いて外部Q値の測定を行った結果はMAFIAによって計算した値とよく一致している。

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