医療・産業応用を目指した超小型電子線形加速器の開発

顔写真

氏名
坂本文人
E-mail
saka@akita-nct.ac.jp
職名
講師
学位
博士(工学)
所属学会・協会
日本加速器学会,日本原子力学会,日本物理学会 他
キーワード
電子線形加速器,量子ビーム工学,電磁場数値解析
技術相談
提供可能技術
-

研究内容

X-band高周波を用いた荷電粒子加速空洞の数値解析と空洞設計 現在,鉄道や高速道路における橋梁といった巨大構造物の劣化診断には,交通規制を行った上での長時間の作業が伴い,膨大な時間とコストがかかっているのが現状であり,短時間かつ高精度な診断技術の確立が求められている.これは,既存検査装置で最も採用されているX線管による非破壊検査装置はX線エネルギーが数kVとなることから,印加電圧に数kVの大型電源が必要となるため,巨大構造物におけるオンサイト診断が不可能であるためである.また,現場への持ち込み可能な検査装置である超音波探傷装置については,検査対象が限られるうえに分解能が1mm以上であるため,更なる高精度化が必要不可欠である. このような状況を打破する手段として,本研究で開発を行う電子線形加速器を用いたX線源が最有力である.電子線形加速器を用いた場合,加速空洞形状の最適化と電磁石による収束により電子ビーム径を小さくすることで,空間分解能を1mm以下にすることが可能であり,かつ電子ビームの加速周波数にX-band帯域(9~12 GHz)を採用することで,X線源システム全体としての規模がスーツケース程度まで小型化が実現する.本研究が提案する小型リニアックを用いたシステムは,現在他機関で開発が進められているX線管を用いたシステムと比較し,小型化であることと高精度な診断が可能であるという圧倒的な優位性を持っている. 本研究は,東京大学原子力専攻および高エネルギー加速器研究機構との共同体制で実施されており,これまでに超小型電子線形加速器の開発と,それを用いた小型X線源の開発を推進してきた.特に,X-band電子線形加速器の開発においては,国内外でも極めて貴重な開発を行ってきた.これまでに,レーザーパルスと電子ビームとの相互作用(逆コンプトン散乱)による準単色X線源,X-band電子線形加速器を用いた非破壊検査用X線源の基礎開発を行い,それらの原理実証を達成してきた.本研究は,これまでの開発で得られた知見を生かし,超小型高精度診断可能な非破壊検査装置の安定化と小型化を行っていくものである. 【関連特許】 X線発生装置の波長変更装置および方法,特願2007-175183,特開 2009-016119 高輝度X線発生装置および方法,特願2007-175180,特開2009-016488   他

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