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アイテム
電子貯蔵リングにおけるマイクロパーティクルのトラッピング現象の観測と解析
https://ir.soken.ac.jp/records/561
https://ir.soken.ac.jp/records/5615c33d5da-41a8-41ac-a948-ad9f1775de72
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
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要旨・審査要旨 / Abstract, Screening Result (301.4 kB)
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本文 (3.7 MB)
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| Item type | 学位論文 / Thesis or Dissertation(1) | |||||
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| 公開日 | 2010-02-22 | |||||
| タイトル | ||||||
| タイトル | 電子貯蔵リングにおけるマイクロパーティクルのトラッピング現象の観測と解析 | |||||
| タイトル | ||||||
| タイトル | Observation and analysis of microparticle trapping phenomena in an electron strage ring | |||||
| 言語 | en | |||||
| 言語 | ||||||
| 言語 | jpn | |||||
| 資源タイプ | ||||||
| 資源タイプ識別子 | http://purl.org/coar/resource_type/c_46ec | |||||
| 資源タイプ | thesis | |||||
| 著者名 |
佐伯, 宏
× 佐伯, 宏 |
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| フリガナ |
サエキ, ヒロシ
× サエキ, ヒロシ |
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| 著者 |
SAEKI, Hiroshi
× SAEKI, Hiroshi |
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| 学位授与機関 | ||||||
| 学位授与機関名 | 総合研究大学院大学 | |||||
| 学位名 | ||||||
| 学位名 | 博士（学術） | |||||
| 学位記番号 | ||||||
| 内容記述タイプ | Other | |||||
| 内容記述 | 総研大甲第30号 | |||||
| 研究科 | ||||||
| 値 | 数物科学研究科 | |||||
| 専攻 | ||||||
| 値 | 12 加速器科学専攻 | |||||
| 学位授与年月日 | ||||||
| 学位授与年月日 | 1992-03-31 | |||||
| 学位授与年度 | ||||||
| 値 | 1991 | |||||
| 要旨 | ||||||
| 内容記述タイプ | Other | |||||
| 内容記述 | 本文は､電子貯蔵リングにおいて､ビームダクト内のマイクロパーティク<br />ルが電子ビームへ吸収され､ビーム寿命を急激に短縮させる現象について述べ<br />たものである｡<br /> 高エネルギー物理学研究所のトリスタン電子･陽電子衝突リングの入射蓄積<br />リングARでは､電子貯蔵運転中にビーム寿命が突然短縮し､そのまま復帰し<br />ない現象ならびに短時間のビーム寿命の短縮がしばしば観測され､ビームダク<br />ト内に残留するマイクロパーティクルのトラップによると思われるビーム電流<br />値の微少現象がしばしば観測されている｡ こうした現象は､精密化した物理実<br />験やシンクロトロン放射光利用実験にとって大きな障害となり､世界各地の電<br />子貯蔵リングで大変な問題となっている｡ しかしながら､マイクロパーティク<br />ルのトラッピング現象の本格的な観測や実験､その理論的考察などについては<br />ほとんど行なわれていなかった｡ そこで､ ビーム寿命が短縮する現象は､トラッ<br />プされたマイクロパーティクルがビーム軌道周辺で運動するためと推測し､ A<br />Rにおいてその機構解明を試みた｡<br /> ビームダクト内に残留するマイクロパーティクルは､光子の散乱照射による<br />光電子放出で正電荷を与えられ､電子ビームがつくる電場の吸引力によりトラ<br />ップされると考えられる｡また｡トラップされたマイクロパーティクルと電子<br />ビームとの衝突では､残留ガスによる制動放射に比べてはるかに多量の制動放<br />射(ガンマー線)を観測することができると期待される｡さらに､数秒間程度の時間範囲<br />での制動放射を観測することで､ビーム軌道周辺でのマイクロパーティクルの<br />運動が推測できると考え､鉛ガラスカウンターを使用した制動放射の観測を行<br />なった｡ その結果､観測例は2例であるが､ビーム寿命が短縮し持続した状態で､<br />電子ビームのバンチ信号に対応した高エネルギーの制動放射の信号､マイクロ<br />パーティクルがビームを上下に通過したと考えられる時間幅0.1-0.2ms<br /> の信号と特徴的な2連の1-2秒周期性のある信号を観測した｡ また､観測<br />された信号の電圧は6.5GeV (ビームエネルギー)のガンマー線のそれよ<br />りはるかに高いものであった｡ さらに､観測結果からマイクロパーティクルが<br />0.05-0.2m/s の速度で電子ビームの進行方向に移動していることが<br />観測された｡<br /> 一方､ARにおけるマイクロパーティクルのトラップする条件､トラップさ<br />れうる大きさとそのビーム軌道周辺での運動の解析をMarinの式を用いて<br />行なった｡ ビーム直下にマイクロパーティクルが存在し垂直上方に電気的に吸引<br />されると仮定して解析した｡ それらの電荷をQ(Coulomb)､質量をm<br />(Kg)､電子ビームにより作り出されるビームダクト底面における電場を<br />E(V/m)とした場合､ ARにおけるマイクロパーティクルのトラップする<br />条件として得られたQE/mの値は1.85×105(Newton/Kg)となっ<br />た｡パーティクルの表面に現れる電荷は光子エネルギーに依存する｡ ビーム<br />ダクト内で採取されたマイクロパーティクルの多くはアルミニウム系とチタン<br />系で､吸収されうるパーティクルの大きさを試算した｡ それらの形を球形とし<br />た時の計算では､材質がアルミニウムの場合､最大粒径は約100ミクロンで､<br />チタンの場合は約70ミクロンであった｡ マイクロパーティクルのビーム軌道<br />周辺での運動を単純な垂直振動とした計算で､その運動周期は約0.7秒とな<br />り､2例の観測結果とほぼ一致した。<br /> ARにおいて､実際のビームダクトとイオンポンプ内で採取したサンプルの<br />マイクロパーティクル(サイズ50-100ミクロン)を挿入してのトラッピ<br />ング実験を行なった｡ 9回の実験で4回､サンプルのいくつかが電子ビームにト<br />ラップされたと考えられる短時間のビーム寿命の短縮とビームのバンチ信号に<br />対応した高エネルギーの制動放射の信号､マイクロパーティクルがビームを通<br />過したと考えられる信号を観測した｡ビーム寿命の短時間の短縮は､トラップ<br />されたマイクロパーティクルが､ビーム損失による発熱で破壊されるためと推<br />測する｡ また､ ARにおいてビーム寿命が回復しない場合は､マイクロパーテ<br />ィクルが発熱により破壊されずビーム軌道周辺を運動し続ける為と考えられ<br />る｡<br /> ARにおいてビーム寿命が短縮した場合､2連の周期1-2秒の高エネルギ<br />ーの制動放射を観測した｡ マイクロパーティクルのビーム軌道周辺での運動周<br />期は観測値とほぼ一致した｡ また､トラップを考慮してビーム寿命を計算した<br />ところ観測値とほぼ一致した｡ 従って､ARで発生するビーム寿命が短縮し持<br />続する現象はマイクロパーティクルに起因していると結論できる｡ | |||||
| 所蔵 | ||||||
| 値 | 有 | |||||
| フォーマット | ||||||
| 内容記述タイプ | Other | |||||
| 内容記述 | application/pdf | |||||
