レーザーアンジュレーターによるコヒーレントX線の発生と電子ビーム冷却

使用激光波荡器进行相干 X 射线生成和电子束冷却

• 批准号: 12740147
• 负责人: 白井 敏之
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12740147/
• 关键词: 電子蓄積リング; レーザーアンジェレーター; コヒーレントX線; 電子ビーム冷却; レーザーアンジュレーター

本研究補助金の援助を受けて・京都大学化学研究所にある蓄積電子ビームエネルギー100MeVのコンパクト電子蓄積リング(KSR)を用いた、レーザアンジュレータ(逆コンプトン散乱)による100keV〜500keVの高輝度硬X線発生方法について研究をおこなってきた。これは、その利用のために大規模放射光施設を必要とする高輝度硬X線を、平均直径8m程度の小型リングで発生させ、さまざまな応用につなげようというものである。平成12年度は様々なレーザを想定して、計算をおこなってきたが、平成13年度になり、共同利用目的でKSR実験施設に、CW10W、532nmのシングルモード固体レーザが設置され、それを用いた硬X線発生実験の可能性がでてきた。そこで、平成12年度におこなったいくつかの計算結果のうち、CWレーザをもちいた可能性についてより具体的な検討を加え、計算とともに予備実験をおこなった。まずレーザであるが、計算からCWレーザを用いた場合、より単色のX線を得るには正面衝突をおこない、10mm程度の相互作用領域をとるのがよいと思われる。このための、光学システムを設計して、実際にレーザ測定をおこなった。その結果、10%以下の設計とのずれで、これを実現できていることを確認した。同時に、電子ビームにとって最も重要なパラメータである電子ビームサイズの測定をおこなった。当初はイオントラッピングや強い縦方向ビーム不安定性などの原因により、ビームサイズは、計算よりかなり大きなものであったが、それらの改善により、100mA蓄積時でも平均ビーム半径0.25mmを達成した。これは、平衡エミッタンスよりは大きいが、空間電荷力とMicrowave不安定性などを考慮に入れた計算とは、比較的よく一致するものである。こうした予備実験の後、現在はエネルギー分解能のよいGe検出器をもちいたX線計測を始めており、既に、比較的シャープな400keVのX線ピークを観測するなど有望な結果が出始めている。今後は、実験を継続し、定量的な発生X線量の評価とより単色化を目指す予定である。

This research grant has been supported by the use of the 100MeV Koninkot Electron Accumulation Rack (KSR) at the Institute of Chemistry of Kyoto University, and the research on high-brightness hard X-ray generation methods from 100keV to 500keV in the reverse context-scattered area. The use of this light is necessary for large-scale radiation facilities. High-intensity hard X-rays with an average diameter of 8m are produced in small units. In 2012, we planned to set up a system for calculation, and in 2013, we planned to jointly use KSR for implementation, CW 10W, 532nm, and solid state equipment, and we planned to use hard X-ray equipment. The calculation results of the calculation of the year 12, the CW, the probability of the calculation, the specific calculation, the preparation, the addition, the calculation, the preparation, the preparation, The interaction field of 10mm degree is in the middle of the calculation, in the middle of the calculation. The design and measurement of the optical system The result is that 10% or less of the design is confirmed. At the same time, the most important thing is to measure the electronic content. When the initial temperature is high, the direction of the temperature is high, the cause of the instability is high, the temperature is high, the calculation is high, the improvement is high, and the average temperature radius is 0.25mm when the accumulation is 100mA. For example, the space charge force and Microwave instability are considered in the calculation and comparison. After the preparation, it is now possible to generate a new X-ray detector that can be used to detect Ge at 400keV. The X-ray detector is expected to detect Ge at 400keV. In the future, quantitative evaluation of X-ray emission will be carried out.

项目成果

白井敏之: "Beam Commissioning of the Electron Storage/Stretcher Ring (KSR)"Proceedings of the Seventh European Accelerator Conference,Vienna. 442-444 (2000)

Toshiyuki Shirai：“电子存储/扩展环 (KSR) 的束调试”第七届欧洲加速器会议论文集，维也纳 442-444 (2000)。

A.Yamazaki, T.Shirai et al.: "Xray production with Laser-Thomson scattering at KSR"International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics. (To be published).

A.Yamazaki、T.Shirai 等人：“KSR 中利用激光汤姆逊散射产生 X 射线”国际应用电磁学和力学杂志。

T.Shirai, A.Yamazaki et al.: "Status of the Beam Accumulation at KSR"Proceedings of 18^<th> Symposium on Accelerator Science and Technology. 184-186 (2001)

T.Shirai, A.Yamazaki 等：“Status of the Beam Accumulation at KSR”第 18 届加速器科学与技术研讨会论文集。