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[2] H.R. Weller et al., Progress in Particle andNuclear Physics, 62, 257 (2009).
[3] S. Miyamoto et al., Radiation measurements 41,
S179-S185 (2006).
[4] O. 7HúLOHDQX HW DO, Journal of Physics:
Conference Series. IOP Publishing, 420, p.
012157 (2013).
[5] E. Feenberg, H. Primakoff, Phys. Rev. 73, 449(1948).
[6] C. Bemporad, R.H. Milburn, N. Tanaka, M.
Fotino, Phys. Rev. 138, B1546 (1965).
[7] CAIN ver. 2.42; P. Chen, G. Horton-Smith, T.
Ohgaki, A.W.Weidemann, K. Yokoya, Nucl. Instr.
Meth. A 355, 107 (1995).
[8] H. Ohgaki et al., Nuclear Instruments andMethods in Physics Research Section A 455,
54-59 (2000).
[9] M.A. Furman, Proc. PAC-1991, p.422.
[10] E.G. Kessler et al., Nuclear Instruments andMethods in Physics Research Section A 457,187-202 (2001).
[11] T. Matsushita, “X-ray monochromator”, Cheiron
School 2010 (2010).
[12] V. Petrillo, et al., Nuclear Instruments andMethods in Physics Research Section A 693,109-116 (2012).
[13] R. Hajima, Reviews of Accelerator Science andTechnology 3, 121-146 (2010).
[14] R. Hajima et al., Journal of Nuclear Science andTechnology 45, 441-451 (2008).
[15] R. Hajima et al., Nuclear Instruments andMethods in Physics Research Section A 608,
S57-S61 (2009).
[16] H. Carstens et al., Opt. Lett 39, 2595-2598(2014).
[17] T. Shizuma et al. Phys. Rev. C 78, 061303(R),(2008).
[18] M.J. Berger et al. “Stopping-power and range
tables for electrons, protons, and helium ions”,
NIST Physics Laboratory, 1998.

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[19,20]ᥦ᱌ࡉࢀ࡚࠸ࡿࠋ

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[19] B.J. Quiter at al., Nuclear Instruments andMethods in Physics Research Section B 269,1130 (2011).
[20] T. Shizuma et al., Nuclear Instruments andMethods in Physics Research Section A 737,170-175 (2014).
[21]ࠕḟୡ௦࣮ࣞࢨ࣮ࢥࣥࣉࢺࣥᩓ஘࣐࢞ࣥ⥺※࡜ࡑࡢᛂ⏝ࠖ, ி㒔኱Ꮫ࢚ࢿࣝࢠ࣮⌮ᕤᏛ◊✲ ᡤ , IAE-RR-2013 No.101 (2013), ISSN
1342-3185.
[22] ᪩ᕝᓅே, ⸨ཎᏲ, “࣮ࣞࢨ࣮࣭ࢥࣥࣉࢺࣥᩓ஘Ț⥺ࣅ࣮࣒࡟ࡼࡿཎᏊ᰾◊✲ࡢ᪂ࡋ࠸₻ὶ”, ཎᏊ᰾◊✲ (2015).
[23] Ọ஭Ⰻ἞௚,ࠕࢥࣥࣃࢡࢺ ERL ࡛ࡢ࣮ࣞࢨ࣮ࢥࣥࣉࢺࣥᩓ஘ග※ᐇドᐇ㦂ࠖ, ➨ 12 ᅇ᪥ᮏຍ㏿ჾᏛ఍ᖺ఍ㄽᩥ㞟(2015).
[24] ㉥ᮌᬛဢ௚, ࠕ࣮ࣞࢨ࣮ࢥࣥࣉࢺࣥᩓ஘࡟ࡼࡿᑠᆺ㧗㍤ᗘ X ⥺※㛤Ⓨࠖ, ➨ 12 ᅇ᪥ᮏຍ㏿ჾᏛ఍ᖺ఍ㄽᩥ㞟(2015).

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