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Hayakawa, Y.

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WPAPA10 Si結晶面の違いによるパラメトリックX線放射の特性 211
 
  • M. Inagaki, K. Nogami, Y. Hayakawa, K. Hayakawa, T. Tanaka, K. Nakao
    日本大学量子科学研究所
  • I. Sato
    日本大学大学院総合科学研究科
 
 

日本大学電子線利用研究施設(LEBRA)にあるパラメトリックX線放射(PXR)発生装置は、Si完全結晶を2枚使用したシステムである。第一結晶はターゲット結晶でありX線の放射源として振る舞い、第二結晶はX線に対して反射板の役割を果たしている。LEBRA-PXRシステムで得られるX線ビームは、コヒーレンスが良く、水平方向に一次関数的なエネルギー分散を有しているため、波長分散型X線吸収微細構造(DXAFS)測定や位相コントラストイメージングに応用されている。これまでターゲット結晶はSi(111)結晶を使用し、エネルギー5.0 - 20 keVのX線が供給されてきた。2009年4月からはSi(220)結晶に変更したので、エネルギー6.0 - 33 keVのX線が供給可能である。ターゲット結晶面の違いによって得られるPXRの特性を比較検討し、その結果について報告する。

 
TOAPA01 Si(220)ターゲットによるパラメトリックX線源の高エネルギー化 748
 
  • Y. Hayakawa, K. Hayakawa, M. Inagaki, T. Kuwada, K. Nakao, K. Nogami, T. Sakai, I. Sato, Y. Takahashi, T. Tanaka
    日本大学 電子線利用研究施設
  • T. Sakae
    日本大学 松戸歯学部
 
 

日大電子線利用研究施設(LEBRA)ではパラメトリックX線放射(PXR)に基づくX線源を運用しており、利用研究にエネルギー可変な単色X線ビームを供給している。これまではPXRの発生源となるターゲット結晶としてSi(111)面を用いてきたが、X線エネルギーの上限は20keVとなっていた。20keV以上のエネルギー領域に対応するために、ターゲット結晶およびX線輸送用の第2結晶をSi(220)に交換し、試験を行った。その結果、21〜33keVの領域でイメージングが可能であることを確認し、強度においてもSi(111)と比較して大きく劣ることはなかった。特にエネルギー33keVにおいてはヨウ素のK吸収端を利用した高コントラストイメージングに成功し、将来的な医療応用の可能性が示された。

 
TOAPA02 医用電子クライオリニアックを基盤とするコンパクトERLの開発 752
 
  • I. Sato, K. Shintomi
    日本大学総合科学研究科
  • M. Takahashi, T. Saito, K. Abe, F. Shishikura, T. Yamamoto, K. Ishikawa, I. Murai, T. Fukakusa, S. Takahashi, T. Watanabe, N. Fukuda, H. Nagase
    日本大学医学部
  • K. Hayakawa, T. Tanaka, Y. Hayakawa, Y. Takahashi, T. Kuwada, K. Nakao, K. Nogami
    日本大学電子線利用研究施設
  • S. Fukuda, A. Enomoto, S. Ohsawa, K. Furukawa, Y. Ogawa, T. Suwada, K. Yokoyama, S. Noguchi, E. Kako, T. Tomaru, Y. Namito, H. Iwase
    高エネルギー加速器研究機構
  • A. Miura
    日本高周波
  • K. Maki
    三菱マテリアル
  • E. Tanabe, K. Kanno
    (株)エーイーティー
 
 

日本大学電子線利用研究施設では100MeV級の電子リニアックを活用し、パラメトリックX線放射(PXR)の実用化を進めた結果、PXRはコヒーレントX線源であることを実証した。現在、コンパクトPXRによるがん治療・診断システムの開発研究を進めている。そのための極低温に冷却した電子リニアックによる100MeV級電子リニアックのテーブルトップ化の開発研究を進めた結果、電子クライオリニアックはエネルギー回復機能を発揮させられることを明らかになり、コンパクトPXRによるがん治療・診断装置の実現性と実用化の可能性は一段と強まっている。このシンポジウムでは開発研究成果について発表する。

 
WOOPA04 日大LEBRA電子リニアックと光源の現状 18
 
  • T. Tanaka, K. Hayakawa, Y. Hayakawa, Y. Takahashi, T. Kuwada, T. Sakai, K. Nogami, K. Nakao, M. Inagaki
    日本大学量子科学研究所 電子線利用研究施設
  • I. Sato
    日本大学大学院総合科学研究科
  • A. Enomoto, S. Fukuda, S. Ohsawa, K. Furukawa, S. Michizono, K. Tsuchiya
    高エネルギー加速器研究機構 加速器研究施設
  • S. Wakatsuki, S. Yamamoto
    高エネルギー加速器研究機構 物質構造科学研究所
 
 

日本大学電子線利用研究施設(LEBRA)では125MeV電子リニアックを用いた近赤外自由電子レーザー(FEL)とパラメトリックX線(PXR)の学内共同利用を進め、年間2000時間の加速器運転を行っている。冷却装置の老朽化に伴い順次更新を行いながら冷却系の性能向上を図ってきた結果、加速管冷却水温は±0.01℃、クライストロン冷却水は±0.02℃の安定度を達成し、ビーム加速の安定化に大きく寄与した。しかし、電磁石電源の故障発生を始め既知・未知のビーム変動要因があり、不安定要因の特定とその抑制は、特に空間コヒーレントな単色X線であるPXRを回折強調位相コントラスト撮像に利用する上で重要な課題となっている。光源の高度化研究では、FELと非線形光学結晶による紫外領域の高調波、Si(220)結晶による33.2keVのPXRを発生し、利用可能波長範囲を拡張している。

 
TPOPA31 日本大学電子線利用研究施設における冷却系水温による加速ビームへの影響の解析 582
 
  • K. Nakao, K. Hayakawa, T. Tanaka, Y. Hayakawa, I. Sato, K. Nogami, M. Inagaki
    日本大学量子科学研究所 電子線利用研究施設
  • T. Sakai
    高エネルギー加速器研究機構
 
 

日本大学電子線利用研究施設(LEBRA)では、文部科学省学術フロンティア支援事業や、KEKとの共同研究等の支援をうけ125MeV電子線形加速器を用いた自由電子レーザ(FEL)、パラメトリックX線(PXR)光源を開発し、2004年からユーザー共同利用を開始した。ユーザー共同利用実験開始以降、より精力的に電子ビーム及び光源の安定化に努めてきた。 125MeV電子線形加速器の不安定性の原因として、冷却系の水温の安定度不足が指摘され、2005年度から2007年度にかけて冷却系の更新を行い、粗温調でおよそ±1℃、精密温調でおよそ±0.2℃に制御されていた水温を、粗温調でおよそ±0.1℃、精密温調でおよそ±0.02℃程度の精密制御に成功した。  本報告は、更新後の冷却系水温にあえて擾乱を与え、水温よる電子ビーム及びFEL強度への影響を測定し解析した結果を報告する。