平成２２年３月１０日
独立行政法人日本原子力研究開発機構
大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
国立大学法人広島大学
国立大学法人名古屋大学
独立行政法人日本原子力研究開発機構【理事長・岡﨑俊雄】（以下、機構という）量子ビーム応用研究部門の羽島良一グループリーダー、大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構【機構長・鈴木厚人】加速器研究施設の山本将博特別助教、国立大学法人広島大学【学長・浅原利正 】先端物質科学研究科の栗木雅夫教授および国立大学法人名古屋大学【総長・濵口道成 】の中西彊名誉教授らの共同研究グループは、高輝度大電流電子ビームを発生する光陰極直流電子銃1)として、世界最高の500kVの電圧を達成しました。
これにより、放射性同位体の非破壊分析、貨物中の核物質や爆発物の検知を可能する大強度γ線源や化学反応リアルタイム観測、生体細胞の高分解能イメージングを可能にする高輝度・短パルスX線源などの次世代光源実現への道を開きました。
次世代Ｘ線放射光源、自由電子レーザーの開発を目的としたエネルギー回収型リニアック(ERL)2)の研究が、本共同研究グループのほか、米国（ジェファーソン研究所、コーネル大学、ブルックヘブン研究所）、英国（ダレスベリー研究所）、ドイツ（ベルリン・ヘルムホルツ研究所）、中国（北京大学）などで進められています。この光源を実現するためには、高品質の電子ビームを大電流で発生可能な500kV以上の電圧を持った光陰極直流電子銃の開発が必須とされてきました。しかし、この電子銃で500kVを達成することは容易でなく、世界のERL計画が開始された2002年ごろから現在まで、さまざまな失敗が繰り返されてきました。
共同研究グループは、今回、電圧が一様に印加できる分割型セラミック管とその中央に設置される金属支柱からの電界放出電子がセラミック管壁に衝突することを防ぐためのガードリングを採用し、この形状を最適化しました。その結果、500kVの安定な電圧印加に成功しました。これにより、高輝度大電流電子ビーム発生が可能となり、ERL型次世代放射光源の実現が可能になりました。
本研究の一部は文部科学省の「量子ビーム基盤技術開発プログラム」によるものです。なお、本研究の成果は、Review of Scientific Instruments 誌掲載に先立ち、同誌の電子版に2010年3月10日（現地時間）に掲載される予定です。
以上