Australian Synchrotron

Australian Synchrotron (ASP, Australian Synchrotron Project) on 3 GeV elektronikiihdytin , erikoistunut röntgensynkrotronisäteilyn lähde , kriittinen fotonienergia on 7,8 keV ( aallonpituus 0,16 nm) [1] [2] . Rakennettu Melbournessa , avajaiset pidettiin 31. heinäkuuta 2007 [3] . Synkrotroni sijaitsee Claytonissa, Melbournen esikaupunkialueella, pyörillä olevan elokuvateatterin paikalla Telstran tutkimuslaboratorioiden vieressä ja kadun toisella puolella Monashin yliopiston Claytonin kampusta .

Laite

Australian Synchrotronin kiihdytinkompleksi on järjestetty vakiokaavion mukaan: elektronitykki → lineaarinen kiihdytin → täyden energian tehostin → päävarastorengas, jossa on SR:n generointilaitteita.

Elektroniase

Elektronitykki tarvitaan synkrotronisäteilyn tuottamiseen tarvittavan elektronisuihkun luomiseen. Ensinnäkin lämpösäteilyn vaikutuksesta lämmitetty metallikatodi lähettää elektroneja, jotka sitten sähkökenttä kiihdyttää 90 keV:n energiaan ja siirtyy lineaarikiihdytin .

Lineaarinen kiihdytin

Lineaarinen kiihdytin ( linac ) käyttää sarjaa suurtaajuisia resonaattoreita, jotka toimivat 3 GHz :n taajuudella elektronisuihkun kiihdyttämiseksi 100 MeV:n energiaan. Sen pituus on 15 metriä. Tehokkaan kiihtyvyyden saavuttamiseksi elektronisuihku on jaettava erillisiin nippuihin. Erotusprosessi (niputtaminen) suoritetaan lineaarikiihdyttimen alussa erityisillä 499,65 MHz resonaattoreilla. Linac toimii 1 Hz:n toistotaajuudella. Linacin varrella kvadrupolimagneetit auttavat fokusoimaan elektronisäteen.

Booster

Lineaarikiihdyttimestä elektronisuihku menee tehostinsynkrotroniin, jossa se lisää energiaansa 100 MeV:sta 3 GeV:iin. Yhdistetyillä toiminnoilla varustettujen FODO-kennoista magneeteilla oleva booster-rengas, jonka kehä on 130 metriä, sisältää yhden RF-resonaattorin, joka toimii taajuudella 499,65 MHz, joka kiihdyttää (monen kierroksen aikana) elektronisuihkua.

Säilytysrengas

Lopulta kiihdytetyt elektronit saapuvat varastorenkaaseen. Sen ympärysmitta on 216 metriä ja se koostuu 14 lähes identtisestä superjaksosta. Jokainen superjakso koostuu suoraviivaisesta raosta ja käännöksestä, jokainen kierros sisältää kaksi dipolimagneettia ja on tehty DBA (Double Bend Achromat) -kaavion mukaisesti. Jokaista dipolimagneettia voidaan käyttää synkrotronisäteilyn lähteenä, ja useimpiin suoriin osiin voidaan asentaa lisää SR-lähteitä ( wigglers and undulators ), mikä lopulta mahdollistaa synkrotronisäteilyn lähettämisen samanaikaisesti yli 30 käyttäjäasemalle. Kaksi suoraviivaista aukkoa ovat 499,65 MHz:n suurtaajuusresonaattoreilla, joiden jänniteamplitudi on 3 MV, jotka kompensoivat säteilystä aiheutuvia elektronienergiahäviöitä (yli 900 keV per kierros).

Säilytysrengas sisältää myös useita kvadrupoli- ja sekstupolimagneetteja, joita tarvitaan säteen tarkentamiseen ja värinkorjaukseen . Suunnittelun mukaan 200 mA:n virralla olevan palkin käyttöikä on 20 tuntia.

Tyhjiöjärjestelmä

Elektronisuihku liikkuu tehostimessa kiihdytyksen, kanavan kuljetuksen ja varastorenkaassa kiertämisen aikana erittäin suuressa tyhjiössä . Tyhjiö on välttämätön, koska kaikki elektronien törmäykset kaasumolekyyleihin johtavat säteen laadun nopeaan heikkenemiseen ( emitanssin kasvu ) ja lyhentävät sen käyttöikää. Tyhjiö saadaan pitämällä nippu ruostumattomasta teräksestä valmistetussa putkistossa, jossa on useita jatkuvasti käyviä tyhjiöpumppuja . Tyypillisesti säilytysrenkaassa ylläpidetään noin 10 -8 Pa painetta .

Ohjausjärjestelmä

Jokainen digitaalinen ja analoginen I/O-kanava liitetään tietokantamerkintään pitkälle viritetyssä hajautetussa tietokantajärjestelmässä nimeltä EPICS . Järjestelmän tilaa tarkastetaan ja ohjataan erityisillä graafisilla käyttöliittymillä , jotka liittyvät tiettyihin tietokannan merkintöihin . Fyysisesti liittyvien sädeparametrien ohjaus tapahtuu MATLABilla , joka tarjoaa myös data-analyysityökalut ja vuorovaikutuksen kiihdytin tietokonemallin kanssa.

Linkit

• Australian Synchrotron-verkkosivusto
• Nykyinen tila
• Australian Synchrotronin kiertue

Muistiinpanot

1. ↑ Synkrotronit ja synkrotronisäteily  (linkki ei käytettävissä)
2. ↑ Australian Synchrotron Project Storage Ring and Injection System Overivew arkistoitu 13. maaliskuuta 2016 Wayback Machinessa , Proceedings EPAC 2004, ISBN 92-9083-231-2 .
3. ↑ Tutkijat paljastavat hirviösynkrotroni Arkistoitu 13. huhtikuuta 2009 Wayback Machinessa , ABC News (Australia) , 31. heinäkuuta 2007

Bibliografisissa luetteloissa	ISNI : 0000 0004 0562 0567