Proceedings of the 7th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (August 4-6, 2010, Himeji, Japan)

Status of Hiroshima Synchrotron Radiation CenterHSRC; Hiroshima Synchrotron Radiation Center, Hiroshima University
2-313 Kagamiyama, Higashi-Hiroshima, 739-0046

Abstract
The HSRC is a synchrotron radiation facility of Hiroshima University established in 1996. The HiSOR is a compact
racetrack-type storage ring having 21.95 m circumference, therefore its natural emittance of 400 nmrad is not so small
compared with the other medium~large storage rings. The most outstanding advantage of the facility lies in goodcombination with beamlines for high-resolution photoelectron spectroscopy in energy range in VUV ~ soft X-ray. We
report the operation status of HiSOR and the present status of beamlines and experimental stations. The user time lastyear was achieved 1541 hours which was at the same level with those in the past several years because there was noserious trouble.

広島大学放射光科学研究センターHiSOR の現状報告
1.

表1:HiSOR の主なパラメータ

放射光科学研究センターの概要

広島大学放射光科学研究センターは、1996 年に固体物理学をはじめとする物質科学研究を推進する学内共同利用施設として設立され、2002 年には全国共同利用施設、さらに昨年には共同利用・共同研究拠点に認定された。
1.1

Circumference21.95 m

TypeRacetrack

Bending radius

0.87 mBeam energy at Injection

150 MeVat Storage

700 MeV

小型放射光源リング HiSOR[1]

センターの所有する放射光源リング HiSOR は、産業用光源リングをベースとしたレーストラック型の小型放射光源リングである。このリングの偏向磁場は常伝導ながら 2.7 T を発生し、Ee = 700 MeV でありながら keV 領域の光が利用可能であることが特徴である。また 2 本の直線部には、それぞれ直線および楕円偏光アンジュレータが設置されている。図1に HiSOR の概観と、表 1および表 2に HiSOR の主なパラメータとアンジュレータのパラメータ [2]を示す。

図1:HiSOR の概観-110-Magnetic field at Injection

0.6 Tat Storage

2.7 TInjector

Racetrack Microtron

Betatron tune (x, y)(1.72, 1.84)

RF frequency

191.244 MHz

Harmonic number

14

RF voltage

200 kVStored current (nominal)

350 mA

Natural emittance~400  nmrad

Beam life time

~10 hours@200 mA

Critical wavelength

1.42 nmPhoton intensity (5 keV)

1.2×1011/sec/mr2/0.1%b.w./300mA

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表2:アンジュレータの主なパラメータ

また楕円偏光アンジュレータには高分解能直入射
ビームライン BL-9A が接続され、サブ meV 分解能の光電子分光実験が行われている。このビームラインにはブランチビームライン BL-9B があり、現在は meV の分解能を目指す高分解能スピン偏極光電子分光装置の整備が進められている。

Linear undulator (BL-1)
Total length

2354.2 mm

Periodic length u

57 mm

Periodic number

41Pole gap

30-200 mm

Maximum magnetic field

0.41 T

Magnetic material

Nd-Fe-B (NEOMAX-44H)

Helical undulator (BL-9A,B)
Total length

1828.6 mm

Periodic length u

100 mmPeriodic number

18Pole gap

30-200 mm

Maximum magnetic field

0.347 T (helical mode)
0.597 T (linear mode)

Magnetic material

1.2

Nd-Fe-B (NEOMAX-44H)

ビームラインと実験ステーション[3]このリングは小型であるが故にエミッタンスは
400 nmrad と決して小さくはないが、光源に適合したビームラインを設置した結果、光子エネルギー数eV～数百 eV の VUV～軟 X 線領域において、数meV の分解能を可能にする世界最高水準の光電子分光ビームラインを有しており、この分野において世界をリードする研究成果も多く発表されている。図2にセンターのビームラインと実験ステーションを示す。

図2:放射光科学研究センターのビームラインと実験ステーション
HiSOR の直線偏光アンジュレータのビームラインである BL-1 には、光軸のまわりで実験ステーションのチャンバーを回転して試料上での偏光の向きを切り替えて観測できる高分解能光電子分光装置が設置されて、この機能を活用する海外ユーザーが増加している。

2.

放射光科学研究センターの現在状況

2.1

加速器の運転状況

HiSOR 蓄積リングへの入射器 150MeV マイクロトロンは、同室に設置されているベンチャービジネ
ス ラ ボ ラ ト リ (VBL) 所 有 の 超 高 速 電 子 周 回 装 置(REFER)への入射器を兼ねている。マイクロトロンの運転時間は主にこの周回装置と HiSOR への入射となる。HiSOR のビーム蓄積時間を含めた当センター加速器の運転時間の推移を図 3に示す。
センターでは毎週月曜日をマシンスタディ、火曜から金曜日をユーザー利用日としており、9:00 から20:00 までのうち 2 度のビーム入射時間を除き 1 日平均約 10 時間の放射光の利用が可能となっている。
2004 年 10 月 か ら ユ ー ザ ー 利 用 時 間 を延長して20:00 までの運転を開始したために蓄積時間が長くなり、2005 年度以降は 1800 時間を超え、昨年度は2000 時間を超えるまでになった。
センターでは例年 8 月を夏期長期停止期間とし、定期点検にあてている。また、9 月は 10 月からのユーザー運転に向けた立ち上げ調整運転を行っている。昨年度は大きなトラブルもなく順調にスケジュールを消化し、年間合計 1541 時間をユーザー利用に供することができた。図 4に昨年度の蓄積リングの運転時間の月別推移を示す。

図3:マイクロトロンおよび蓄積リングの運転時間の年度推移___________________________________________#a-miyamoto@hiroshima-u.ac.jp-111-Proceedings of the 7th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (August 4-6, 2010, Himeji, Japan)

3.2

新型小型放射光源リング HiSOR-II

HiSOR は産業用光源をベースとしているので、エミッタンスは決して小さくない。またアンジュ
レータビームラインの需要は多いが、HiSOR の 2 本の直線部には既にアンジュレータが設置されており、これ以上の増設は望めない。
そこで、稼働中の放射光源リング HiSOR の後継機として、挿入光源を主な光源とする小型放射光源
リング HiSOR-II を計画中[5]である。挿入光源からの光のエネルギーは現在と同じ範囲としつつも、低エミッタンス化と挿入光源の高度化を図ることで数十倍の輝度向上を目指している。
図4:2009 年度および 2010 年度 7 月期までの蓄積リングの目的別運転時間の推移
2.2

センターの利用状況

図 5は利用登録ユーザーの学内外の分布と年度ごとの推移である。ユーザー数はおおまかに増加傾向にあり、ここ 4 年は 300 名以上を保っている。当センターは大学に設置されていることが大きな特徴であり、多くの学内外のユーザーに利用され、最先端の研究を取り入れた教育も行われている。

参考文献[1] K. Yoshida, et al., “Commissioning of a Compact
Synchrotron Radiation Source at Hiroshima University”,
Proc of APAC’98, KEK (1998), pp.653-657.
[2] A. Miyamoto, et. al., “Status of the HiSOR storage ring”,
HiSOR Activity Report 2008, pp.3-6.
[3] http://www.hsrc.hiroshima-u.ac.jp[4] S. Sasaki, et. al., “Effectiveness of Introducing a QuasiPeriodicity in APPLE-II type Variably Polarizing
Undulator”, in this proceedings.
[5] A. Miyamoto, et. al., “Future Plan of Hiroshima
Synchrotron Radiation Center - HiSOR-II”, in thisproceedings.

図5:センター利用者の分布と推移

3.

アンジュレータ更新計画と将来計画

3.1

楕円偏光アンジュレータの更新

HiSOR は建設から約 14 年が経過し、多くの成果があげられる一方、アンジュレータの高度化を求める声が多くなってきた。そこで、来年度には楕円偏光アンジュレータを APPLE-2 型アンジュレータへ更新する予定[4]である。
よりギャップを狭く、周期長も短くすることによって、放射光のエネルギー範囲はほぼ同じ領域を確保しながら、ピーク強度は 2 倍程度になる。また、
このアンジュレータは準周期化にも対応する磁石列を採用する予定であり、準周期アンジュレータ導入も検討されている。

-112-