平成22年5月株式会社日立ハイテクノロジーズ.pdfVIP

成果報告書 「超伝導加速による次世代小型高輝度光子ビーム源 の開発」 （高電圧ＤＣ電子源開発） 平成２２年５月 株式会社日立ハイテクノロジーズ 1 様式第20 本報告書は、文部科学省の科学技術試験研究委 託事業による委託業務として、株式会社日立ハイ テクノロジーズが実施した平成２１年度「超伝導 加速による次世代小型高輝度光子ビーム源の開 発」（高電圧ＤＣ電子源開発）の成果を取りまと めたものです。 2 １．委託業務の目的 超伝導高周波加速器技術とレーザーパルス蓄積技術の融合によって、ポストゲノム 時代の生命科学研究、ナノ構造解析、創薬、医療診断、マイクロリソグラフィへの利 用を画期的に飛躍させる軟X 線から硬X 線領域の小型高輝度X 線発生装置（10m × 6m 程度）を実現する。本装置実現のために、高品質大強度電子ビーム生成装置、大強 度?高電界超伝導高周波加速装置、高品質短パルス大強度レーザー蓄積装置、ミクロ ン精度での電子ビーム軌道制御技術及び、レーザー光路精密調整といった技術の実用 化を図る。よって、超伝導高周波加速器技術を使った5 nm～0.025 nm 波長領域の小 型高輝度X 線発生装置の開発とその実用化に必要な基幹技術の確立を行うことを目的 とする。 2009 年度から以上の目的に大強度安定化に必要な次の技術開発を加える。500～ 750kV 数十mA の高電圧DC 電子源開発、高性能光L-band RF Gun 開発、小型高信 頼性L-band 高周波源開発および３次元４枚ミラーリング光蓄積装置開発を行う。これ により，生成するＸ線輝度を100 倍以上高くすると同時に，レーザー光の偏光を高速 で制御することによってのみ可能な世界でも特筆すべき高速可変偏光小型軟Ｘ線源を 実現し，「軟Ｘ線領域における円二色性光源」として実用化を図る。 このため、大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構、国立大学法人東京大 学、独立行政法人日本原子力研究開発機構、国立大学法人広島大学、学校法人早稲田 大学、東芝電子管デバイス株式会社及び株式会社日立ハイテクノロジーズと共同で業 務を行う。 株式会社日立ハイテクノロジーズでは、高電圧ＤＣ電子源に関わる研究開発を実施す る。 ２．平成２１年度（報告年度）の実施内容 ２. １実施計画 ① 高電圧試験装置の設計と製作 750kV 印加可能な電子銃の実現に必要な要素技術として、耐電圧および暗電流特性に優 れた電極、セラミックの研究開発に着手する。今年度は、高電圧試験装置の設計と製作を 行う。 3 ２. ２実施内容(成果） 概 要 小型高フラックスX 線源用要素技術開発のために、本プロジェクトによって直流高圧電子源の研究開発 を進めている。日立ハイテクノロジーズのグループは、平成 2 １年度より本プロジェクトに本格的に参画 した。本プロジェクトで開発を行う500 kV 電子銃の高電圧導入部を小型化?高信頼化することを目的に、 高電圧試験装置を製作した。特に、本番の電子銃と同レベルの真空度での評価を可能とするため、チタン 製の真空容器を採用し、質量分析によって真空の質と耐電圧の関係を解析可能な装置構成とした。 2.2.1 はじめに 電子源は高輝度光子源（コンプトン光源）の性能を決める重要な構成