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関西光科学研究所 | プレス発表:次世代光源用光陰極直流電子銃から500keV大電流ビーム生成に成功

掲載日:2013年3月14日更新
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関西光科学研究所 >> プレス発表 >> 次世代光源用光陰極直流電子銃から500keV大電流ビーム生成に成功

 

プレス発表

平成25年3月14日
独立行政法人日本原子力研究開発機構
大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
国立大学法人広島大学
国立大学法人名古屋大学

発表のポイント

  • 世界に先駆けて次世代光源用光陰極直流電子銃からの500keV大電流ビーム生成に成功
  • 次世代光源実現により、放射性核種の非破壊分析技術、生体細胞の高分解能イメージング技術、持続可能な社会実現のための光合成や触媒研究の進展が期待

 

独立行政法人日本原子力研究開発機構(理事長 鈴木 篤之 以下「原子力機構」)量子ビーム応用研究部門の西森 信行研究副主幹、大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構(機構長 鈴木 厚人)加速器研究施設の山本 将博助教、国立大学法人広島大学(学長 浅原 利正)先端物質科学研究科の栗木 雅夫教授及び国立大学法人名古屋大学(総長 浜口 道成)工学研究科の桑原 真人助教らの共同研究グループは、世界に先駆けて500keVの大電流ビームを生成できる光陰極直流電子銃1)を開発しました。これにより、放射性核種の非破壊分析を可能にする大強度γ線2)源や、生体細胞の高分解能イメージング、持続可能な社会実現のための光合成や触媒の研究における新たなツールとしての高輝度・短パルスX線源など、次世代光源へ道を開きました。

次世代X線放射光源や自由電子レーザー開発を目的としたエネルギー回収型リニアック(ERL)3)の研究が、共同研究グループや、米国、ドイツ、中国で進められています。この光源を実現するには、500keV以上のエネルギーを持つ高品質ビームを大電流で生成する光陰極直流電子銃の開発が必須とされ、20年以上世界で開発が進められてきましたが成功に至っていませんでした。

共同研究グループは、2009年に独自の多段セラミック管を用いて500kV4)の電圧印加に世界で初めて成功しました。その後、ビーム生成用加速電極の設置に伴い発生した暗電流5)問題により進展を阻まれてきましたが、独自技術で解決し、今回、500keV電子ビームを2mAという大電流で生成することに成功しました。これによりERL型次世代放射光源の実現が可能となりました。

本研究の成果は第30回PFシンポジウム、第68回日本物理学会年次大会で発表されると共に、Physical Review Special Topics – Accelerator and Beams 誌へ論文投稿される予定です。本研究の一部は文部科学省の「量子ビーム基盤技術開発プログラム」によるものです。

詳細は下記をご参照ください。(国立研究開発法人日本原子力研究開発機構のサイトへリンク)

 

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