自由電子レーザーSACLAの諸元は下記に出ています。
http://xfel.riken.jp/users/bml02-11.html
8.5GeV の電子が0.2-0.3nCの塊(バンチ bunch)で飛んできて光と相互作用するようです。時間は20fs。
1バンチあたりのエネルギーは、VとCをかけるとJの単位になるので
8.5 x 10^9 x 0.3 x 10^-9 = 2.55 J で、大したことはないです。繰り返し30Hzだそうです。
しかし、SACLAでは50MW(メガワット)のクライストロンを64台使うそうです。パルス動作だと思いますが、たいへんな電力を消費しますね。
https://etd.canon/ja/casestudy/sacla.html
電源は送電線から直接使うと発電所の負荷が大変なことになるので、コンデンサに貯めてインバーターを動かすのだと思います。下記に資料がありました。ニチコンは電解コンデンサのメーカーですが、特殊な電源も作っているので驚きました。
これだけの手間とエネルギーをかけて加速しているので、無駄にしない方法が求められます。
私の理解では2つ方法があって、1つはSACLAのように蓄積リングに併設されている場合は蓄積リングに入射すれば無駄になりません。もう一つはエネルギー回収型加速器と呼ばれるもので、使った後の電子を制御してエネルギーを加速空洞の電磁界に移し、別の電子の加速に用いるものです。こちらはまだ実用化されていません。下記は8年前なので今はだいぶ進んでいるはずです。
https://optronics-media.com/news/20140320/20519/
英語は米国での状況の https://www.nature.com/articles/d41586-020-02262-z から
“But they (linear accelerators) are not paragons of efficiency: the energy used to spur on the particles is typically lost”
a paragon 規範、お手本 「パ」ラゴン
spur 拍車、刺激、登山靴のアイゼン、拍車を当てる、激励する (この場合は粒子を加速する)
“The authors built a test accelerator that demonstrates a way to recoup that energy.”
recoup リ「ク」ープ 取り戻す、埋め合わす、差し引く、控除する level 11
“The findings could inform elements of the design of a collider planed for a new accelerator that will probe the subatomic innards of protons and neutrons.”
a collider 粒子衝突実験装置
innards 「イ」ナーヅ 内臓、内部機構 level 14
※ Nature誌のニュース記事はやはり英語が高尚ですね。native speaker と何日も籠って一語ずつ文章を吟味してから投稿するという人がいました。