■会議報告
エネルギー回収型リニアックに関する国際ワークショップ（ERL2005）
羽島良一
諏訪田剛(日本原子力研究所関西研究所）(高エネルギー加速器研究機構加速器研究施設）

エネルギー回収型リニアック（Energy-Recovery Linac;

でにプロトタイプ（ 35 MeV ERL ）を完成させる予定でERL）に関する国際ワークショップ（ERL2005）が 3 月ある。放射光源（ 700 MeV ）についても設計研究の予算

18 日～ 23 日に米国ヴァージニア州の Thomas

JeŠersonが手 当されている。 Cornell Univ. では 5 7 GeV の ERL

National Accelerator Facility (JLAB) にて開催された。本

放射光源が計画されているが，このほど入射器建設予算とワークショップは，将来加速器を議論する国際組織である

して $18M の予算が認められた。この入射器は放射光源

ICFA (International Committee for Future Accelerators)

で使用可能なように， 100 mA の大電流連続入射と， 0.1が主催する一連のワークショップの一つ（The 32nd Ad-mm-mrad の規格化エミッタンス（X 線放射光がコヒーレ

vanced ICFA Beam Dynamics Workshop）として，JLAB,ントになる条件を満たす）を実現する設計になっている。

Cornell Univ., Brookhaven Lab., Daresbury Lab. の共催で会議の二日目からは 4 つのワーキンググループ（WG）開かれた。 2002 年 5 月には同シリーズのワークショップに分かれて個別の課題について議論が続けられた。WG
1（The 24th Advanced ICFA Beam Dynamics Workshop）

は電子銃と入射器（Electron Guns and Injector Design）

が SPring-8 で開催され，次世代放射光源について議論さについてである。次世代放射光で用いられるフォトカソー

れたのは記憶に新しいところである。

ド DC 電子銃の開発に関しては， JLAB ERL （ 10 mA ）今回のワークショップは ERL に関する初めての国際をベースにして100 mA まで電流を増大させる場合の様々ワークショップであり，これまで様々な会議やワークショな問題点が検討された。十分なカソード寿命を得るには，ップで断片的に議論されてきた ERL の技術開発の現状と高い真空度を達成することに加えて，逆流イオン（ ion課題を集中的に話し合う場として，世界中の加速器研究者back-bombardment ）の効果を抑止するために電極の暗電から大きな注目を集めて開催された。参加人数は158名で流を減らす必要が指摘された。 C. Sinclair (Cornell ) は電あり，うち日本からは 10 名であった。次世代放射光に関極を特殊な誘電体でコーティングすることで暗電流を減ら連する項目を中心に会議の様子を報告する。

すアイデアを披露した。西谷（原研）はカソードを成膜す

会議初日は全体講演として，現在運転中の 3 つの ERL

る MBE （分子線エピタキシ）装置と電子銃を連結し，カ施設の報告があった。JLAB と原研は，それぞれ160 MeV，ソード表面を清浄に保ったたまま電子銃へ装着できるシス17 MeV の超伝導 ERL を運転しており，高出力自由電子テムを採用し，さらに超格子構造の半導体カソードを用いレーザー，コヒーレント放射光（テラヘルツ，ミリ波）のることでエミッタンスの改善が図れるとの提案を行った。

発生と利用を進めている。Budker 研究所（ロシア）では，Cornell ，原研ともにこれらのアイデアに基づいた電子銃

12 MeV の ERL （唯一の常伝導 ERL ）を使って，テラヘを開発中である。

ルツ帯の FEL 発生を行っている。さらに 50 MeV の電子

また，入射器の設計では多数のパラメータを最適化し低エネルギーを得るために， 4 周回の ERL へ改造する作業

エミッタンス電子ビームを得る必要があるが，I. Bazarovが始まっており来年には完成する。全体講演の後半は，エ(Cornell) は，遺伝子アルゴリズムを用いて20 以上のパラネルギー回収技術に基づく加速器の将来計画として，高出メータを同時に最適化する方法が有効であることを示し

力 FEL ， X 線放射光源，原子核実験用高エネルギー衝突た。彼の設計では，80 pC の電子バンチ（ 100 mA の平均加速器の紹介，さらに，要素技術のレビューとして，電子電流に相当）で 0.1 mm-mrad の規格化エミッタンスが得

銃/入射器，ビーム動力学，超伝導空洞，タイミング同期られており，従来の値よりも 1 桁小さなエミッタンス（2とビーム診断について講演があり，最後に超伝導空洞の大桁高い放射光輝度に対応）となっている。

WG2 は電子ビーム動力学と輸送系（Optics and Beam

規模生産（工業化）への課題が示された。

ERL を用いた放射光施設としては 2 つの計画がすでにTransport ）についてである。このワーキンググループで資金を獲得している。 Daresbury Lab. （英国）では 700

は，大電流の電子ビームを安定に加速し，エネルギー回収

MeV の放射光源 4GLS が計画されており，2006年 3 月まするための技術課題について議論がなされた。低エネル

200 ● 放射光 May 2005 Vol.18 No.3
(C) 2005 The Japanese Society for Synchrotron Radiation Research放射光ニュース ■ 会議報告

ギー（入射）電子と高エネルギー（周回）電子の合流部でな障害は基本的に存在しないが，低コスト化を目指す工夫生じる空間電荷効果による入射電子のエミッタンス劣化が必要であるとの認識が示された。 ERL 固有の問題としは，ジグザグ合流方式を用いることで抑止できるとの提案て，大出力の HOM （超伝導空洞の高次モード）を効率的が V. Litvinenko ( Brookhaven ) からなされた。また，大に取り出す技術が必要である。梅森（ KEK ）は半径方向電流加速の障害となるビームブレークアップ（ BBU ）に設けたスロットで HOM を取り出す手法を提案し試作の抑止には，電子ビームを（x, y）平面上で回転させるよ装置における測定結果を報告した。蓄積リングで用いられうな輸送系が有効であるとのアイデアが T. Smith ( Stan-てい るような ，ビームパ イプにフェラ イトを配置 してford ) から出され，この方法に基づいたビーム輸送系の改HOM を取り出す方法も有効であり，いくつかの方式を併造作業が JLABERL で進められている。この改造により用すれば所要の性能が得られる見込みである。

BBU の閾値電流が 100 倍になり，不安定現象は解消されWG 4 はタイミング同期とビーム診断（ Synchronization, Diagnostics, and Instrumentation）についてである。

る見込みである。
電 子ビ ーム 軌道 の安 定化 につ いて は， V. Lebedev が超伝導加速器の特徴のひとつに高い位相安定性（電子バンCEBAF（ 6 GeV 超伝導リニアック）における例を紹介しチ のタイミ ング安 定性） がある。 すでに 20 65 fs （ 1.5た。長時間の変動（気温，潮夕作用など）と短時間の変動

GHz の位相で0.010.03 度）の安定性が複数の加速器で得（主に商用電源の周波数成分）のそれぞれについてフィーられている。 ERL 放射光を用いた時分割実験で鍵となるドバックを施すことで，広い周波数帯域に渡って10 mm 以電子バンチと外部レーザーの同期には，基準信号の安定な下の位置精度で軌道安定性が（運動量分散のある位置で）分配システム（フィードバックを施した光ファイバー）に得られている。高分解能のビーム位置モニタを用いれば，加えてレーザーと RF の高精度な同期技術が必要となる。

さらに高い安定度が得られ，次世代放射光源の要求を満たこれらすべてを含んだタイミング精度として，100 fs は容すことが可能であるとの結論であった。

易に実現可能， 10 fs も十分に到達可能との力強い展望がWG3 は超伝導空洞と RF 制御（SRF and RF Control）示された。

についてである。超伝導空洞形状の最適化，クライオモジ

最終日の全体講演では各ワーキンググループのまとめュールの設計，カップラーやチューナーの設計，RF 源のが報告された。実質四日半の会議であったが，各セッショ選定などの 話題は，す でに稼働中 の超伝導リ ニアック

ンともに議論が白熱し，内容の濃いワークショップであっ（TESLA test facility, CEBAF など）に加えて，急速に立た。このワークショップをきっかけにして， ERL の研究ち上がりつつある国際リニアコライダ（ILC）の研究成果開発がいっそう加速されることが十分に予感させられた。

を大いに参考にしながら議論が進められた。これらのコン

今回の成功をうけて， 2 年後に Daresbury Lab. にて ERL

ポーネントに関しては， ERL の主加速器にとって技術的2007が開催されることが決まった。

ERL
2005参加者集合写真（Lia Merminga 博士の御厚意により掲載）

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