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春日井 敦; 坂本 慶司; 南 龍太郎; 高橋 幸司; 今井 剛
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 528(1-2), p.110 - 114, 2004/08
被引用回数：23 パーセンタイル：80.49(Instruments & Instrumentation)原研では、核融合プラズマの加熱・電流駆動のための大電力ミリ波源ジャイロトロンの開発を行っている。これまでに世界に先駆けエネルギー回収技術,超高次モード発振技術,人工ダイヤモンド出力窓の開発を行うとともに170GHzの周波数において0.9MW-9秒,0.5MW-30秒などの成果を挙げてきた。長パルス動作時においては、散乱RFによるジャイロトロン内部の可動ミラー部ベローズの加熱に伴うアウトガスによって長パルス動作が制限されることを明らかにした。そこで、可動ミラー部ベローズの構造を散乱RFが入り込みにくい構造に変えるとともに、ステンレス製のベローズ表面に銅メッキを施し発熱を抑え、かつ熱伝導を良くすることで蓄熱を抑制することを試みた。その結果、改良を加える前と比較し、発熱は1/10以下に、熱拡散の時定数は冷却を行っていない状態において約1/3(270秒
90秒)に減少し、改良が有効であることが確かめられた。このことから、大電力において長パルス動作を達成できる見通しが得られた。さらに水冷却可能な構造にしたことから、連続運転にも対応できるものと考えられる。
西森 信行
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 528(1-2), p.34 - 38, 2004/08
被引用回数：1 パーセンタイル：10.32(Instruments & Instrumentation)原研FELで初めて観測された光共振器の完全同期長発振の解析の報告である。完全同期長発振のFEL電場はself-amplified spontaneous emission (SASE) FELとよく似た性質を持っている。どちらの場合にも、光の先頭部分は自発放射光レベルであり、コヒーレントな増幅電場がそれに続く。完全同期長では、FEL光は光共振器でフィードバックされ、電子と繰り返し相互作用する。コヒーレント電場は成長を続け、飽和状態では 高い電子密度を持つSASE-FELの立上り電場とよく似た性質を持つ。完全同期長発振のピークパワーとパルス幅は、FELパラメーターと光共振器のロスにスケールする。
羽島 良一
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 528(1-2), p.335 - 339, 2004/08
被引用回数：19 パーセンタイル：75.49(Instruments & Instrumentation)エネルギー回収型リニアックを用いた高出力自由電子レーザー,次世代放射光源の開発における重要な検討課題の一つが、周回軌道におけるビームエミッタンスの増大である。われわれは、適切な周回軌道設計を行うことによって、コヒーレント放射光によるエミッタンス増大が抑制できることを示す。また、簡便な行列計算でエミッタンス増大量の評価が可能であることを述べる。
羽島 良一; 峰原 英介; 永井 良治
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 528(1-2), p.340 - 344, 2004/08
被引用回数：1 パーセンタイル：10.32(Instruments & Instrumentation)エネルギー回収型リニアックのための全直流入射加速器を提案し、設計を行った。商業的に生産されている2MeV級の直流加速器(ダイナミトロン型)と光陰極を組合せてバンチビームを生成する。このビームを周回軌道に合流後、超伝導のバンチャーブースターで20MeVまで加速する。このバンチャーブースターを、部分的なエネルギー回収モードで動作させることで、超伝導空洞の結合器容量を大幅に低減することが可能になる。本稿では、ビーム軌道計算とRFシステムの最適化の結果を報告する。
永井 良治; 羽島 良一; 沢村 勝; 西森 信行; 菊澤 信宏; 峰原 英介
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 528(1-2), p.231 - 234, 2004/08
被引用回数：2 パーセンタイル：18.18(Instruments & Instrumentation)原研ERL-FELの高出力化のために光共振器形状の最適化を行った。FELの効率は光共振器の出力効率,相互作用モード体積といった光共振器の性能に依存している。光共振器の出力効率,相互作用モード体積をそれぞれ最大化,最小化することにより形状の最適化を行った。光共振器の出力効率及び相互作用モード体積はFFTにより改良したFox-Liの手法を用いたシミュレーションコードにより計算した。
西森 信行; 羽島 良一; 永井 良治
Free Electron lasers 2003, p.II_21 - II_22, 2004/00
共鳴エネルギーを持つ電子と自由電子レーザー(FEL)との相互作用ではゲインが0となるため、ゲインを得るには共鳴エネルギーよりわずかに高いエネルギーで入射する必要があることはMadey理論として知られている。一方で、FELパラメーターの大きい(波長単位での電子密度が高い)FELでは、共鳴エネルギーでもゲインを持つことが、collective instabilityとして知られている。FELとの相互作用で波長単位でバンチされた電子と、FELが相互作用することにより生じるFELの位相シフトから、この一見相反する2つの事実を説明できる。
沢村 勝; 羽島 良一; 菊澤 信宏; 峰原 英介; 永井 良治; 西森 信行
Free Electron lasers 2003, p.II_31 - II_32, 2004/00
エネルギー回収型FELにおいて、周回電子ビームが軌道中心からずれると横方向の高調波を励起し、周回ビームと高調波が同期してしまうと高調波が増幅され、電子ビームが横方向にキックされビームが不安定になる恐れがある。そこで、原研超伝導リニアックFELのHOM特性を調べるとともに、横方向HOMによるビーム不安定性を調べる数値解析コードを開発し、電流制限は数A以上と十分大きいことがわかった。さらに空洞内で励起されている各高調波の周波数,パワーを詳細に解析することにより、エネルギー回収時に強く励起されるモードを特定し、計算結果と比較することによりHOM不安定性を詳細に分析した。
関口 哲弘; 馬場 祐治; 下山 巖; Nath, K. G.
Free Electron lasers 2003, p.II_69 - II_70, 2004/00
強い自由電子レーザー(FEL)の出現によりこれを照射光源とした光化学反応や光電子顕微鏡など「2次過程」を利用した分光研究が行われはじめ注目を集めている。特にFELのパルス特性は飛行時間質量分析法を使ううえで非常に有利な特性である。軟X線を固体表面に照射すると表面を構成する分子などが解離しフラグメントイオンとして脱離する。フッ素化した高配向性グラファイト材料を試料としてパルス放射光軟X線と飛行時間質量分析を組合せた照射実験に関して報告する。特に入射するX線の偏光角度を変えることにより特定の結合角度を持つ吸着分子を選択的に励起し、さらに脱離分子の運動エネルギー分布の測定を行うことによりフラグメント脱離の機構を調べた。通常の電子収量法によるNEXAFSスペクトルの偏光角度依存性,イオン収量法による方法,XPSスペクトルから得られる表面構造についても報告する。
