Preliminary measurements on single and multi-crystal diamond electron cathodes

峰原 英介

Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.55 - 56, 2005/07

次世代,高輝度及び大電流の電子源は光陰極,熱電子陰極,結晶ダイアモンド電子陰極及びその他のものに似ており、次世代ERL(エネルギー回収型線型加速器)に基づいた光源及びSASEのX線の自由電子レーザーを実現すると期待されている。JAERI FELグループは、大電流,高輝度及び長命電子源のための新しい結晶ダイアモンド電子陰極技術を最近開発し始めた。発表では、私たちは、戦略について説明し、議論する。そして結晶ダイアモンド陰極及び関連するダイアモンド陰極評価システムの予備的実験の測定を報告する。

Large-scaled non-thermal laser peeling, cutting and drilling in nuclear decommissioning industry

峰原 英介; 羽島 良一; 沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏; 西森 信行; 飯島 北斗; 西谷 智博; 木村 秀明*; 小栗 第一郎*; et al.

Proceedings of 13th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-13) (CD-ROM), 10 Pages, 2005/05

原研FELは最近新しく255フェムト秒極短パルス,6-9%高効率,1GWピーク出力,数kW平均出力,中赤外から遠赤外に渡る広い波長可変性を同時に実現する発振を発見した。この新しい発振とエネルギー回収リニアック技術を用いて、原子力産業,製薬,医学,防衛,造船,環境科学,宇宙ごみ処理,エネルギー伝送などの応用のために、われわれは10kWよりも高出力で25%よりも高効率な自由電子レーザーを実現できる。そのような波長可変,高効率,高平均出力,高ピーク出力,極短パルスFELを実現するために、われわれは原研独自のコンパクト,自立式,無蒸発,エネルギー回収型超伝導高周波線型加速器によって駆動される高効率で高出力なFELが必要である。われわれのFELに関する議論は、原子力発電所を廃炉するための非熱穿孔,切断,剥ぎ取り応用や原子力産業分野における応力腐食割れを防止することや産業用FELのロードマップ,原研独自のコンパクト,自立式,無蒸発,エネルギー回収型超伝導高周波線型加速器によって駆動される高効率で高出力なFELを含んでいる。

原研超伝導リニアック自由電子レーザーの現状

峰原 英介; 羽島 良一; 沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏; 西森 信行

Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.31 - 32, 2003/08

原研超伝導リニアック駆動自由電子レーザー施設及び研究開発の現状について報告する。半永久的に連続無停止運転が唯一可能な原研FELの超伝導加速器のための冷凍機運転状況,大型から超小型の産業用高出力FEL,次世代光源として急速に開発が進展しているERL放射光源の概念設計,要素検討研究,大規模産業応用等について概略報告する。

第4回光量子科学研究シンポジウム論文集; 2002年11月28日29日,光量子科学研究センター,京都

光量子科学研究センター

JAERI-Conf 2003-008, 283 Pages, 2003/07

JAERI-Conf-2003-008.pdf:35.08MB

第4回光量子科学研究シンポジウムが、2002年11月28日,29日の両日、日本原子力研究所関西研究所光量子科学研究センターにおいて開催された。本論文集は、同シンポジウムにおいて行われた招待講演5件を含む講演14件,平成13年度の共同研究・協力研究課題発表を含むポスター発表62件のうち、論文として投稿された67件を収録している。

電子ビームを用いた排煙排水処理技術とその実例

小嶋 拓治

応用物理, 72(4), p.405 - 414, 2003/04

https://ci.nii.ac.jp/naid/80015878531

ダイオキシン類を始めとして、ガスや水中に極微量含まれる環境汚染物の高度処理技術が重要となっている。ここでは、このような低濃度の環境汚染物質の酸化・分解・無害化に特長がある電子ビーム法について、基礎的研究,処理技術の開発、及び実用化例を紹介する。火力発電所排煙中の硫黄酸化物及び窒素酸化物の除去,換気ガス中揮発性有機化合物及びごみ燃焼排煙中のダイオキシン類の分解,上水及び排水の浄化,汚泥処理などについて述べる。

Highly efficient and high-power industrial FELs driven by a compact, stand-alone and zero-boil-off superconducting rf Linac

峰原 英介

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 483(1-2), p.8 - 13, 2002/05

https://doi.org/10.1016/S0168-9002(02)00277-2

原研FELグループは、波長可変,高効率,高平均出力,高ピーク出力,極短パルス自由電子レーザーを21世紀のスーパーツール,工業用自由電子レーザーとして実現するために、エネルギー回収配位を持つ小型自立式無蒸発型超伝導リニアックによって駆動される自由電子レーザー概略設計し、開発した。ここでは、工業用自由電子レーザーに対する市場からの要求,8年に渡る原研小型自立式無蒸発型冷凍装置の運転経験とその開発概念から得られる答え,新しい高効率,高出力,極短パルス発振モードの発見,エネルギー回収配置に関する議論が含まれる。

原研超伝導リニアック駆動自由電子レーザー; 極短パルス、高効率、高出力、波長可変レーザーの実現に向けて

峰原 英介

放射光, 14(3), p.182 - 189, 2001/06

http://ci.nii.ac.jp/naid/10006083022

原研エネルギー回収型超伝導リニアック自由電子レーザーに関する将来計画と最近の開発について説明する。2000年の初頭、準CW動作で5%という高いビーム光引出効率で、設計目標を超えることができ、最終的に2.34kWを達成することができた。この高出力高効率発振は、まだ見つかっていない新規なもので、レサジー無し、完全同期状態で、数サイクル発振、250fs程度の幅を持ち、約1GWの尖頭値であることが最近わかった。

JAERI superconducting RF linac-based free-electron laser-facility

峰原 英介; 沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏; 杉本 昌義; 羽島 良一; 静間 俊行; 山内 俊彦; 西森 信行

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 445(1-3), p.183 - 186, 2000/05

https://doi.org/10.1016/S0168-9002(00)00061-9

原研超伝導リニアック自由電子レーザーにおいて行われた性能改善と現システムを飛躍的に性能向上させた高出力FELの概念設計検討を進めた。昨年、0.1kW出力を達成したが、その後、光共振器系の外部結合や電子銃及び電子ビーム輸送系、並びに高周波系等においてシステムの改善を進めた。現在、もともとの設計出力である準CW動作で光出力1kWを目標に実験を電子ビームから光の性能改善へと進めている。現在、高出力FELは超伝導リニアック駆動源を用いたエネルギー回収配位のものが最も優れていると考えられる。この方式で数十MW級電子ビーム出力で100kW級光出力の概念検討を行った。このFEL装置は現在の装置の改良ないし変更で実現を図る予定である。また、光源の改善とともに進めている産業応用装置概念設計及び学術利用の光化学関連の試行実験を行ったのでこの概略についても報告する。

Reactor Engineering Department annual report; April 1, 1997 - March 31, 1998

エネルギーシステム研究部

JAERI-Review 98-022, 265 Pages, 1998/11

JAERI-Review-98-022.pdf:12.29MB

本報告は、平成9年度における原子炉工学部の研究活動状況をとりまとめたものである。当該年度に原子炉工学部において推進された主要な研究活動は、世界最強の自由電子レーザーの発振に成功したこと、及びPWRの設計基準事象における炉心の熱的健全性を実証したことである。また、原子炉工学部では、基礎基盤研究として将来型軽水炉の概念設計、核データと群定数、炉理論及びコード開発、炉物理実験及び解析、核融合中性子工学、原子炉計測及び計装、原子炉制御及び診断、伝熱流動並びに炉工学施設、加速器施設及び伝熱流動施設の技術開発を行っている。さらに、高温ガス炉、核融合等の日本原子力研究所プロジェクト研究及び動力炉・核燃料開発事業団の高速炉研究への協力も推進している。本報告では、原子炉工学部が運営を担当する研究委員会の活動報告もとりまとめられている。

Beam orbit analysis in a wiggler by using a noncanonical perturbation method

岸本 泰明; 徳田 伸二; 坂本 慶司

Physics of Plasmas, 2(4), p.1316 - 1325, 1995/04

https://doi.org/10.1063/1.871343

長いウィグラーを持つプラズマ加熱用の高パワー自由電子レーザー(FEL)においては、電子ビームが発散するのを防ぐため収束磁場が必要である。しかしそのような付加的な収束磁場によって引き起こされる長いスケールの横方向の運動はビームの縦方向の運動に変調を与えて、たとえビームがうまく伝播したとしてもビーム粒子と輻射場の間の位相関係を壊し発振が阻害されることがある。本論文ではそのような複雑な磁場構造配位での微妙な位相関係を調べるため、CaryとLittlejohn[Annals of Physics 151,1-34(1983)]によって開発された非正準座標とリー変換を用いた系統的な摂動論を提案する。ここではこの手法を放物状に湾曲した磁極面を持つ自己収束型ウィグラーに適用する。この非正準的なアプローチはこの種の問題に対して見通しが良く包括的な手法であり、また複雑な他の任意のウィグラーに対しても適用することが可能である。