Title大型電子線形加速器の安定化に関する研究(Abstract要旨IssueDateURLhttp.pdfVIP

大型電子線形加速器の安定化に関する研究( Abstract_要旨 Title ) Author(s)安積, 隆夫 CitationKyoto University (京都大学) Issue Date2003-11-25 URL /2433/148359 Right Type Thesis or Dissertation Textversionnone Kyoto University 【724】 氏 名 あ さか たか お 安 積 隆 夫 学位の種類 博 士（理 学） 学位記番号 論理博第1433 号 学位授与の日付 平成15年11月 25 日 学位授与の要件 学位規則第 4 条第 2 項該当 学位論文題目 大型電子線形加速器の安定化に関する研究 主 論文調査委月 授野田 章 教授今井憲一 教授谷森 達 論 文 内 容 の 要 旨 電子ビームは高エネルギー実験や放射光の利用研究の施設に置いて広範に用いられているが，こうした研究の高度化に伴 い，電子ビームの大電流，低エミッタンス等のより高度な性能が不可欠になってきつつある。本研究は高輝度放射光源 安定化を図り，放射光源としての安定性の飛躍的な向上を図ることを目的として遂行された。まず，種々のエネルギー及び ビーム強度の変動の測定を行い，その時間特性の解析を行ってこうした変動の発生する原因を推察している。ついで，線形 加速器の個々の構成要素である高周波装置の精密測定を実行して，その外乱に対する応答特性を解明し，外乱要因を抑制す ることを試み，ビームエネルギーの長時間にわたる変動を0．06％（rms）以下（10分の短時間では0．03％以下）にまで改善 を行っている。 次に線形加速器の出力ビームをシンクロトロンを経由して蓄積リングに入射する際のビームの受け渡しの安定化を図るた め，両者の高周波系の完全同期を実現するための回路系の構築を行っている。線形加速器は2856MHz，シンクロトロンお よび蓄積リングは508．58MHzの高周波周波数を使用しており，両者は整数倍の関係に無いため，従来は同期をとることは 容易ではなく，周波数逓倍器及び分周器を多投に組み合わせる必要があった。こうしたシステムでは回路構成が複雑になる だけでなく，多数のタイミングモデュールが不可欠となるため，時間ジッターの増大が避けられず，加速器の運転の安定化 の上での大きな制約となっていた。本研究では蓄積リングの高周波の周波数508．58MHzを基準クロックとして動作する任 意波形発生器により，線形加速器の周波数2856MHzと分周関係にある89．25MHzの周波数の波形を生成することにより， 両者の位相の同期を取るというまったく新たな方式を採用している。この方式によれば任意の2つの周波数間でタイムジッ ターを抑制した条件で同期を取ることが可能となり，加速器の制御の安定化の上で飛躍的な向上が実現できる。実際， SPring－8の敷地内に存在し，上述の1Gev電子線形加速器から入射ビームの供給を受けている姫路工業大学のNew SUBARUは500MHzの周波数の高周波加速空胴を有しているが，これに対しても安定なビームの供給が本方式により実現 している。本研究においては，こうした方式を環境温度変化に対して極めて安定した動作の実現できる狭帯域のバンドパス フィルターである水晶フィルターの導入により実現している。この同期タイミング方式の導入後，SPring－8のビームエネ ルギーの安定度は従来の0．03％（rms）から0．009％（rms）に改善されている。 本研究ではビーム強度の増大及び長時間にわたるビームエネルギーの安定化にも意を用い，線形加速器出力部にシケイン とエネルギー変調用加速管を設置することにより，ビーム強度を従来に比して5倍に増加させるとともに，長時間のビーム エネルギー安定性についても，常時0．01％（rms）以下に抑えることを実現し