Proceedings o f the 22nd Linear Accelerator Meeting in Japan

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STATUS REPORT OF L- & S-BAND LINAC AT ISIR, OSAKA UNIV.
Y. Yoshida, S. Tagawa, S. Okuda, N. Kimura, Y. Honda, T. Kozawa，T. famamoto, and G. Isoyama
The Institute of Scientific and Industrial Research, Osaka University
8-1 Mihogaoka, Ibaraki, Osaka 567, Japan
Present status of both 38 MeV しband and 150 MeV S-band linacs at ISIR in Osaka University was reported. Bothlinacs has been operated without serious trables. 30 groups are using for studies of pulse radiolysis, FEL, slow positron,and so on.
阪大産研 L バンド及び S バンドライナックの現状

1•はじめに大阪大学産業科学研究所附属放射線実験所のS バンドの利用は L バンドは別に行われた。
Lバ ン ド の ビ ー ム 特 性 の 向 上 を 目 的 と し て 、

35MeVLバ ン ド お よ び 150meVSバンドライナック

YU-156陰 極 • グ リ ッ ド ア セ ン ブ リ （EIMAC) を使は、順調に運転が行われており、 3 0 件の共同用した新しい電子銃を開発した。ベンチテスト利用が行われている。

による実験で、パルス幅 5 n s , 陽極電圧 100 kV

また、短パルス利用、自由電？*レーザー、低速で最大のピーク電流 3 0 .1 Aが得られた。 これは陽電子等の新しい利用開発も昨年度から、かな設計時の目標と一致する。 この電子銃を産研 Lバりの進展し、一部では利用実験が開始されていンドライナックに実装して利用研究を行っている。

るが、現在までに次のような特性が得られている。

1 . ビ ー ム の 質の 向 上 に よ っ て 、 ビ ー ム の 輸送

2• 運 転 •保 守 状 況平 成 8 年 度 の L バンドライナックの稼動日は効率が最大で 25%向上した。

2 0 4 日であった。F i g . 1 に月別の運転状況を2.

示す。 L バンド は、過 渡 、定常、短 パ ル ス の 3でき、従来の 1/4 程度に小型化した。

モードで運転されている。保守は、夏期および3.

月 に 2 回程度で行なわれた。昨年度から、 S ノマ特性が向上した。

ンドと L バンドの同時運転が可 1能となっており、

4 . 単バンチビームの従来の最大電荷量 67 nCをグリッドパルサーを全半導体化することが電子銃から入射す る パ ル ス ビ ー ム の パ ル ス

上回る結果が得られた。

5.
25

電子銃交換および復帰に要する時間が半分以下に短縮された。
■保守s陽遛T*■定常■過渡□単バンチ

3.利用状況
T a b le 1 に現在行われている利用研究の テ ー マ 別件数を示した。昨年度より 7件増加したが、その内訳は、パルスラジオリシスとビーム関連のテ

4 5 6 7 8 9

10 11 12 1 2 3
月一マが増えたことによる。 ビーム関連では、 フヱムト秒パルスの発生、 コヒーレント放射光、マ シ ン ス タ デ ィ 等が 新 規 に テ ー マ 採択されておFig.1 平 成 8 年度バンドライナック稼働状況

り、 より高度なビーム利用をめざす方向にある。

Table1 阪大ライナックにおける共同利用(平 成 9 年度前期）

ラジオリシスシステムを昨年度に開発した。

研究内容

利用件数

重要な点は、 レーザーパルスと電子線パルスの1 2

時間的なジッターを抑えることである。 マイク

ハ° ルスラシ' ' オリシス( 生 物 系 )4ロ波に同期可能な Ti-Sapphire レーザーを使用

照射効果

2することにより、 ジッターを 10ps以内に抑える

低速陽電子ことができる。

FEL

31

ビーム8(約 800nm) のみを分析光に利用していたが、今3 0回、再生増幅アンプを導入することで、紫外かハ° ルスラシ' ' オリシス( 有 機 • 高 分 子 )計

この方式でピコ秒の時間分解能を得るために従来は、 チ タ ン サ フ ァ イ ア レ ー ザ ー の 基本波ら赤外300〜 1500nm) までの強力な分析光を得ることができるようになった 。

3. 量子ビームの発生と利用
阪大産研では、 ここ数年来、極短電子線パル‘

システムは、放射線化学の初期過程の研究にすでに利用されている。

ス、低速陽電子ビーム、 F E L を中心に、量子ビームの発生と利用に関する開発研究を行って3-1- 2. コヒーレント放射光の計測と光源としてきた。Fig. 2 にこれらのビームの利用ポートをの利用示す。極短電子線パルスおよび FELは L バンドラ

L バ ン ド ラ イ ナ ツ クの単 バ ン チビームからのイナックを使用し、 S バンドライナックは現在

コ ヒ ー レ ン ト シ ン ク ロ ト ロ ン 放 射 お よ び遷移放のところ低速陽電子ビームに利用されている。

射を測定した。サブミリからミリ波域での連続なスぺクトルを観測し、現在まで観測された中3-1.極短電子線パルス利用
3-1-1. レ ー ザ ー 同 期 パ ル ス ラ ジ オ リ シ ス

で最も高い強度が得られている。遠赤外光源として、従来のものより平均強度で 104倍強いこと

フ エ ム ト秒 レ ー ザ ー を L バ ン ドからのピコ秒が明らかになった。今後光計測部を整備し、特電子線パルスに同期させた新しいピコ秒パルスに既存の光源にはない、高強度、 ピコ秒単パル

Fig,2 ライナック及び実験ボートの配置図（地 下 2 階)

スという特徴を利用した応用研究を進める予定

ビ ー ム を 得ることに成功した。 これにより磁場である。

からの陽電子の引き出し効率の向上や陽電子の磁場中での捕獲効率が向上することが期待でき

3-1-3.パルス圧縮によ.る短パルス化

る。

L バンドライナックに四重極電磁石 4 台、 4 5度 偏 向 電 磁 石 2 台、水平方向ビームスリットか幅の測定実験を行い、利用に向けての R&D を開ら構成される磁気パルス圧縮器を設置し、短パ始した。今後、陽電子ビームの DC化およびパルルス化を行った。通常の線形加速器で超短パルス化を進める予定である。

利用に関しては、消滅ガンマ線のドップラース電子線では、最終的なパルス幅を決定するのは 電 子 線 の 6 次元エミッ夕ンスである。 L バン

3- 3. F E L の開発と利用ドライナックは、 S バンドライナックに比較し電子銃の開発により電子ビームの質を向上さて、 tr a n s v e r s e 方向のエミッ夕ンスが大きくせるとともに光共振器の改造を行い、発振波長(200〜4007mimmrad)、 パ ル ス 幅 も 20〜3 0 p s と域 を 30〜 1 2 0 ミクロンに拡大することに成功し長いため、効率の良い磁気パルス圧縮が困難である。 また、通常磁気パルス圧縮は十分相対論的領域にはいっている電子ビームにエネルギー変調をかけ圧縮を行うが、 L バンドライナックに は 加 速 管 が 1 本しかないため、加速と変調を同時に行わなければならない。 これらの問題点をビー ムライン上に批腿スリット 2 枚 、水平方向 ス リ ッ ト 1 枚を設置することにより解決し、
最 短 2 .4 p s ( 電 荷 量 2nC/pulse) のパルスの生成に成功した。 これは、パルス幅の測定に使用したストリークカメラの時間分解能（2p s) に相当する。
今回発生に成功した短パルスは、今後、パルスラジオリシス、 コヒーレント放射光等の各種の実験に利用される予定である。

3 - 2 .低速陽電子ビーム源の開発と利用昨年度報告したように、 S バンド電子ライナックを用いて低速陽電子ビームを生成し、主にソレノイドコイルを用いて約 30m 輸送し、測定室 （F i g 2 中の B 地点の階上） に導いている。現在の推定されている最大低速陽電子量は約2xl08 個/ s である。
輸送 され た陽 電子 ビ ー ム の エ ネ ル ギ ー 拡がりを測定した結果、 このまま利用研究に供用することは困難であることが判かった。 このため輸送磁場中に反射型のリ モ デ レ ー タ 一 を 設置した
結果、高効率に エ ネ ル ギ ー の 揃った低速腸電子た。 また、発振実験を行って FELの特性を測定した。さらに光計測系の整備を行い、利用実験開始のための準備を行った。
電 子 ビ ー ム 輸 送 系 の 計 算 機 制 御 を 行 っ て 、発振実験に必要なビーム条件が容易に得られるよ
うにし、FELの利用研究を行う条件を整備する。