The last SOR-RING experiment for establishing a novel hard X-ray source

Abstract

A novel hard X-ray source based on a low energetic small storage ring is proposed, which is characterized by high duty cycle, small beam size, forward focusing and compactness. The mechanism to generate hard X-rays with a low energy ring is the bremsstrahlung from a thin wire target placed on the beam orbit. The bremsstrahlung is emitted on the strongly forward direction in a 1/gamma cone as same as the synchrotron radiation. It was found that X-ray beam has a forward focusing, and that the electron recirculates in the storage ring. The experiment has been carried out with SOR (Synchrotron Orbital Radiation)-RING by inserting Ni wire with 10 micrometers diameter or Be film with 10 micrometers thickness x 3 mm width into the beam orbit. And, the beam current, the X-ray beam profile and the X-ray energy spectrum have been measured. The observed beam lifetime was nearly 2 seconds. It was found that the beam lifetime was extended when the accelerating power was increased, and was saturated at 548 W implying a recirculation of electrons. It was pointed out that the lifetime of a second will be enough because a continuous beam injection is possible by using the resonance injection method.

小型低速貯蔵リングを基礎とした、高デューティサイクル、小型ビーム、前方焦点、コンパクト性という特徴を持つ新規硬X線源を提案した。低速リングを用いて硬X線を発生させるメカニズムはビーム軌道上に設置した細線標的からの制動放射である。制動放射はシンクロトロン放射と同じように1/γ円錐状に強く前方に放出される。X線ビームは前方焦点をもち、また電子が貯蔵リング内を再循環することが分かった。ビーム軌道に直径10μmのNi細線または厚さ10μmで幅3mmのBe薄膜を挿入したSOR-RING(シンクロトロン軌道放射リング)を使って実験を行った。ビーム電流、X線ビームプロファイルおよびX線エネルギースペクトルを測定した。ビーム寿命観測値ははぼ2秒であった。加速電力が増加するとビーム寿命が延び、電子の再循環を示唆して、548Wで飽和することが分かった。共鳴注入法を用いた連続ビーム注入が可能なので、寿命は1秒でも十分であることを指摘した。