• M. Kuwahara, X. Jin, Y. Maeda, T. Ujihara, Y. Takeda, T. Nakanishi, S. Okumi
  名古屋大学
• M. Yamamoto, Y. Honda, H. Kawata
  高エネルギー加速器研究機構
• H. Iijima, N. Nishimori, R. Nagai, R. Hajima
  日本原子力研究開発機構
• M. Kuriki
  広島大学先端物質科学研究科

次世代放射光源であるERL計画が進められている。このERL放射光源の実現には、超低エミッタンスかつ大電流の高輝度電子源が必要不可欠である。これを満たす電子源カソード材料として現在、NEA（負の電子親和性: Negative Electron Affinity）表面を持つ半導体光陰極（フォトカソード）が有望とされている。また、この高輝度電子源の実現には、フォトカソード開発と電子銃開発が車の両輪となって最大限に機能しなければならない。特に初期エミッタンスや大電流を発生させるのに重要な役割を果たすのがフォトカソード研究であり、大電流化に対して量子効率が高いものが必要となる。本発表では、超低エミッタンスかつ高量子効率を有するフォトカソードの開発に焦点を絞って報告する。

• M. Yamamoto, Y. Honda, T. Miyajima, T. Uchiyama, M. Kobayashi, S. Mutoh, S. Sakanaka, K. Satoh, Y. Saito, T. Honda, Y. Kobayashi, H. Kawata
  高エネルギー加速器研究機構
• S. Matsuba, M. Kuriki, C. Shonaka, D. Kubo
  広島大学先端物質科学研究科
• N. Nishimori, R. Nagai, H. Iijima, R. Hajima
  日本原子力研究開発機構
• M. Kuwahara, S. Okumi, T. Nakanishi
  名古屋大学理学研究科
• X. Jin, Y. Maeda, T. Ujihara, Y. Takeda
  名古屋大学工学研究科
• H. Kurisu
  山口大学

ERL実証機となるコンパクトERL（cERL）の建設準備がKEK東カウンターホールにて進められている。cERL早期運転実現のため、開発要素の多い電子銃部については実機開発の他、バックアップおよびR&D機としてJAEAおよびKEKそれぞれにおいて同時に開発を進めることとなった。現在JAEAで先行して立上げが行われている１号機に対し、今後KEKにて立上げる２号機では、１号機との互換性を持たせつつも、①透過型光陰極の採用、②光陰極複数同時活性化およびその保存機能をもつ準備システムの開発、③電子銃の極高真空化のための真空系および600kV絶縁セラミック管の開発・改良に力点をおき現在、設計を進めている。

• T. Nakanishi, A. Mano, Y. Nakagawa, M. Kuwahara, S. Okumi
  名古屋大学大学院理学研究科
• X. Jin, N. Yamamoto, T. Ujihara, Y. Takeda
  名古屋大学大学院工学研究科
• M. Yamamoto
  高エネルギー加速器研究機構
• M. Hashimoto, M. Suzuki, T. Yasue, T. Koshikawa
  大阪電気通信大学工学研究科
• T. Saka
  大同大学
• T. Kato
  大同特殊鋼
• H. Horinaka
  大阪府立大学工学研究科

GaAs系半導体の伝導帯に励起した電子をNEA（負の電子親和性）表面を放出機構に用いて真空中へ取り出す電子源は、スピン偏極ビーム生成を可能にするなど、魅力的な電子源である。我々はリニアコライダー用200keV偏極電子を完成させる過程で、この電子源の基本的性能（偏極度、量子効率、電流密度、エミッタンス、運転持続時間など）を向上させる新手法の有効性を実証してきた。数年前よりこの技術をスピン電子顕微鏡に応用する試みを開始した。特に、レーザースポットを極小化する手法として、透過光吸収フォトカソードを新たに偏極電子源に導入した結果、偏極度90％は維持し、輝度は従来型の1000倍を実現できた。これを低エネルギー表面電子顕微鏡（LEEM）に装着し、タングステン基板上にコバルトを蒸着してゆく過程を観察した結果、コバルト最表面層の磁区構造の実時間観察（ビデオ撮影）を世界で初めて可能にすることができた。

• S. Okumi, M. Kuwahara, A. Mano, Y. Nakagawa, T. Nakanishi
  名古屋大学 大学院理学研究科
• X. Jin, N. Yamamoto, T. Ujihara, Y. Takeda
  名古屋大学 大学院工学研究科
• M. Suzuki, M. Hashimoto, T. Yasue, T. Koshikawa
  大阪電気通信大学
• M. Yamamoto
  高エネルギー加速器研究機構
• T. Ohsima, T. Kohashi
  日立中央研究所
• T. Saka
  大同大学
• T. Kato
  大同特殊鋼
• H. Horinaka
  大阪府立大学

基板に磁性体を蒸着させたときの磁区構造をリアルタイムで観察できるスピン偏極低エネルギー電子顕微鏡（SPLEEM）用偏極電子源を開発した。偏極電子ビームは ~5×10^-10Pa の極高真空環境下で、電極間暗電流を 1nA以下に保たれ、5MV/m の電界で引き出される。また、ビーム性能は90％のスピン偏極度を持ち、基板の裏面からレーザー光を照射させる透過光吸収型フォトカソードを開発することによって、レーザー光スポット径を1.2μmに絞れたことにより、1.3×10^7A・m^-2・sr^-1・V^-1の還元輝度を得た。さらに、フォトカソードはNEA表面放出機構を用いているためにエネルギー幅の狭い電子ビームの取り出しが可能であり、高エネルギー加速器用の低エミッタンスを必要とする電子源に有用だと思われる。

• M. Uota, Y. Hori, M. Shimamoto, Y. Sato, Y. Takeda, T. Kubo, Y. Saito
  高エネルギー加速器研究機構

J-PARC加速器は今年4月のニュートリノビーム生成により全施設の稼働が開始された。最終段加速器の主リングシンクロトロン(MR)の真空系は、RCSからの230mビーム輸送路(3-50BT)、周長1567.5mのMR、４方向の取り出しライン(入射ビームダンプ、遅い取り出しラインの境界ゲートバルブ(GV)まで、速い取り出しのアボートダンプ、ニュートリノラインの境界GVまで)で構成されている。真空系の構築は2005年秋の電磁石設置と同時に始まり、2006年秋からゲートバルブで区切られた数100mの区間ごとに排気を開始した。リング1周が繋がりbeam readyになったのは、08年5月の3GeV入射・周回成功、同年12月の30GeV加速・アボートダンプへの速い取り出し成功、09年4月のニュートリノビーム生成成功のそれぞれの直前であり、真空系は常に構築と解体を繰り返している。その現状を報告する。

• K. Yoshimura, Y. Hashimoto, Y. Hori, Y. Igarashi, S. Mihara, H. Nishiguchi, Y. Sato, M. Shimamoto, Y. Takeda, M. Uota
  高エネルギー加速器研究機構
• M. Aoki, N. Nakadozono, T. Tachimoto
  大阪大学

ビームエクスティンクションとは、ビームパルス間に残存する粒子のメインビームに対する相対量である。J-PARC 50 GeV PSにおいて提案されている、ミューオン電子転換過程探索実験 （COMET)にとって、エクスティンクションはもっとも重要なパラメータの一つであり、10^-9レベルの低い値が要求されている。今回、J-PARC 50 GeVビームのエクスティンクションを測定するため、ビームのパルス時間構造を高感度に測定できるビームモニタを開発し、J-PARC MRアボートダンプに向けて取り出されたビームをモニタすることによりエクスティンクションを測定することに成功したので、その結果を報告する。