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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
たものである｡
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Rにおいてその機構解明を試みた｡
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
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
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
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
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
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
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
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､
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
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
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
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
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
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
観測された｡
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
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
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
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
(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
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
条件として得られたQE/mの値は1.85×105(Newton/Kg)となっ
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
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
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
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､
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
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
り､2例の観測結果とほぼ一致した。
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
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
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
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
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
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
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
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
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
る｡
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
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
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
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
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｡","subitem_description_type":"Other"}]},"item_1_description_18":{"attribute_name":"フォーマット","attribute_value_mlt":[{"subitem_description":"application/pdf","subitem_description_type":"Other"}]},"item_1_description_7":{"attribute_name":"学位記番号","attribute_value_mlt":[{"subitem_description":"総研大甲第30号","subitem_description_type":"Other"}]},"item_1_select_14":{"attribute_name":"所蔵","attribute_value_mlt":[{"subitem_select_item":"有"}]},"item_1_select_8":{"attribute_name":"研究科","attribute_value_mlt":[{"subitem_select_item":"数物科学研究科"}]},"item_1_select_9":{"attribute_name":"専攻","attribute_value_mlt":[{"subitem_select_item":"12 加速器科学専攻"}]},"item_1_text_10":{"attribute_name":"学位授与年度","attribute_value_mlt":[{"subitem_text_value":"1991"}]},"item_creator":{"attribute_name":"著者","attribute_type":"creator","attribute_value_mlt":[{"creatorNames":[{"creatorName":"SAEKI, Hiroshi","creatorNameLang":"en"}],"nameIdentifiers":[{"nameIdentifier":"8755","nameIdentifierScheme":"WEKO"}]}]},"item_files":{"attribute_name":"ファイル情報","attribute_type":"file","attribute_value_mlt":[{"accessrole":"open_date","date":[{"dateType":"Available","dateValue":"2016-02-17"}],"displaytype":"simple","filename":"甲30_要旨.pdf","filesize":[{"value":"301.4 kB"}],"format":"application/pdf","licensetype":"license_11","mimetype":"application/pdf","url":{"label":"要旨・審査要旨 / Abstract, Screening Result","url":"https://ir.soken.ac.jp/record/561/files/甲30_要旨.pdf"},"version_id":"edf60f10-3521-458b-a97a-81323574589e"},{"accessrole":"open_date","date":[{"dateType":"Available","dateValue":"2016-02-17"}],"displaytype":"simple","filename":"甲30_本文.pdf","filesize":[{"value":"3.7 MB"}],"format":"application/pdf","licensetype":"license_11","mimetype":"application/pdf","url":{"label":"本文","url":"https://ir.soken.ac.jp/record/561/files/甲30_本文.pdf"},"version_id":"52e9f8a7-8ae8-49cd-b459-05883cdda683"}]},"item_language":{"attribute_name":"言語","attribute_value_mlt":[{"subitem_language":"jpn"}]},"item_resource_type":{"attribute_name":"資源タイプ","attribute_value_mlt":[{"resourcetype":"thesis","resourceuri":"http://purl.org/coar/resource_type/c_46ec"}]},"item_title":"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","item_titles":{"attribute_name":"タイトル","attribute_value_mlt":[{"subitem_title":"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"},{"subitem_title":"Observation and analysis of microparticle trapping phenomena in an electron strage ring","subitem_title_language":"en"}]},"item_type_id":"1","owner":"1","path":["14"],"pubdate":{"attribute_name":"公開日","attribute_value":"2010-02-22"},"publish_date":"2010-02-22","publish_status":"0","recid":"561","relation_version_is_last":true,"title":["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"],"weko_creator_id":"1","weko_shared_id":1},"updated":"2023-06-20T14:52:31.739559+00:00"}