次世代放射光源のための高性能ビーム入射用磁石を開発

2025-09-10 高輝度光科学研究センター,理化学研究所

高輝度光科学研究センター(JASRI)と理化学研究所の研究グループは、次世代放射光源に向けて超高真空チェンバー内に格納する新型パルスセプタム磁石を開発した。従来の磁石は真空壁が障害となり、蓄積ビームの近傍からの入射が困難だったが、新構造により真空壁を撤廃しセプタム板を0.5mmまで薄型化。磁場漏れ抑制と高精度な設計により、蓄積ビームから3mmの位置からの入射が可能となり、NanoTerasuで実運用を開始した。さらにSPring-8-Ⅱ計画においても、安定で損失のないビーム入射とユーザー実験に支障を与えないトップアップ入射の実現に不可欠な技術となる。本成果は Physical Review Accelerators and Beams に掲載され、Editors’ Suggestionに選ばれた。


図1 ビーム入射経路の末端に用いられるパルスセプタム磁石の構造。従来の構造(左)と、新しい構造(右)

<関連情報>

次世代光源における革新的なオフアクシスビーム入射のための真空内薄型渦電流セプタム磁石 In-vacuum thin eddy-current septum magnet for innovative off-axis beam injection in next-generation light source

Shiro Takano, Kenji Fukami, Takahiro Inagaki, Taiki Iwashita, Chikara Kondo, Mitsuhiro Masaki, Kanichiro Ogata, Masaya Oishi, Yoshiyuki Saito et al.
Physical Review Accelerators and Beams  Published: 10 September, 2025
DOI: https://doi.org/10.1103/rvbw-ml5n

Abstract

Beam injection is one of the most crucial issues for next-generation light sources such as diffraction-limited storage rings. We propose a novel transparent off-axis beam injection scheme for low-emittance storage rings of future light sources. The scheme aims to achieve efficient beam injection into a narrow dynamic aperture with small injection amplitude, while minimizing perturbation to the stored beam with transparent beam injection. An in-vacuum thin eddy-current septum magnet is one of the key components of the scheme to achieve the small injection amplitude. A prototype of the magnet with an accommodating ultrahigh vacuum (UHV) chamber was designed and fabricated. Magnet performance of the prototype demonstrated that an injection amplitude as small as 3 mm is feasible, fulfilling the tight constraint of injection amplitude in off-axis beam injection for next-generation light sources. The prototype achieved a UHV pressure of better than 1×10−7  Pa, ensuring the vacuum performance required for stable operation in storage rings.

2000原子力放射線一般
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