sincrotrón australiano | |
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Tipo de | sincrotrón |
Objetivo | fuente SI |
País | Australia |
años de trabajo | 2007- |
Especificaciones técnicas | |
Partículas | electrones |
Energía | 3 GeV |
perímetro/longitud | 216 metros |
emitancias | 10,4 millas náuticas/1,3 horas |
haz de corriente | 200mA |
Toda la vida | 20 horas |
otra información | |
Coordenadas geográficas | 37°54′50″ S sh. 145°08′33″ E Ej. |
Sitio web | synchrotron.org.au |
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El Sincrotrón Australiano (ASP, Australian Synchrotron Project) es un acelerador de electrones de 3 GeV , una fuente especializada de radiación de sincrotrón de rayos X , la energía crítica del fotón es de 7,8 keV ( longitud de onda 0,16 nm) [1] [2] . Construido en Melbourne , la inauguración tuvo lugar el 31 de julio de 2007 [3] . El sincrotrón está ubicado en Clayton, un suburbio de Melbourne, en el sitio de un cine sobre ruedas, al lado de los laboratorios de investigación de Telstra y al otro lado de la calle del campus de Clayton de la Universidad de Monash .
El complejo acelerador del Sincrotrón australiano está dispuesto de acuerdo con el esquema estándar: cañón de electrones → acelerador lineal → refuerzo de energía total → anillo de almacenamiento principal con dispositivos para generar SR.
El cañón de electrones es necesario para crear el haz de electrones necesario para generar radiación de sincrotrón. Primero, debido al efecto de la emisión termoiónica , el cátodo de metal calentado emite electrones, que luego son acelerados por el campo eléctrico a una energía de 90 keV y entran al acelerador lineal .
Un acelerador lineal ( linac ) utiliza una serie de resonadores de alta frecuencia que funcionan a 3 GHz para acelerar un haz de electrones a una energía de 100 MeV. Su longitud es de 15 metros. Para una aceleración efectiva, el haz de electrones debe dividirse en grupos separados. El proceso de separación (bunching) se lleva a cabo al principio del acelerador lineal mediante resonadores especiales de 499,65 MHz. Linac opera a una tasa de repetición de 1 Hz. A lo largo del acelerador lineal , los imanes de cuadrupolo ayudan a enfocar el haz de electrones.
Desde el acelerador lineal, el haz de electrones ingresa al sincrotrón booster, donde aumenta su energía de 100 MeV a 3 GeV. El anillo de refuerzo con un perímetro de 130 metros, ensamblado a partir de celdas FODO en imanes con funciones combinadas, contiene un resonador de RF que funciona a una frecuencia de 499,65 MHz, que acelera (en muchas revoluciones) el haz de electrones.
Finalmente, los electrones acelerados llegan al anillo de almacenamiento. Tiene un perímetro de 216 metros y consta de 14 superperíodos casi idénticos. Cada superperíodo consta de un espacio rectilíneo y una vuelta, cada vuelta contiene dos imanes dipolares y está hecho de acuerdo con el esquema DBA (Double Bend Achromat). Cada imán dipolar se puede utilizar como fuente de radiación de sincrotrón, y se pueden instalar fuentes de SR adicionales ( wigglers y onduladores ) en la mayoría de las secciones directas, lo que finalmente hace posible emitir radiación de sincrotrón simultáneamente a más de 30 estaciones de usuario. Dos huecos rectilíneos están ocupados por resonadores de alta frecuencia de 499,65 MHz con una amplitud de tensión de 3 MV, que compensan las pérdidas de energía de los electrones debidas a la radiación (más de 900 keV por revolución).
El anillo de almacenamiento también contiene muchos imanes de cuadrupolo y sextupolo necesarios para enfocar el haz y corregir la cromaticidad . Según el diseño, la vida útil de un haz con una corriente de 200 mA es de 20 horas.
El haz de electrones durante la aceleración en el impulsor, el transporte en el canal y la circulación en el anillo de almacenamiento se mueve en un vacío muy alto . Es necesario un vacío, ya que cualquier colisión de electrones con moléculas de gas conducirá a una rápida degradación de la calidad del haz (un aumento en la emitancia ) y acortará su vida útil. El vacío se obtiene manteniendo el paquete en un sistema de tuberías de acero inoxidable con muchas bombas de vacío en funcionamiento continuo . Por lo general, se mantiene una presión de alrededor de 10 −8 Pa en el anillo de almacenamiento .
Cada canal de E/S digital y analógico está asociado con una entrada de base de datos en un sistema de base de datos distribuido altamente sintonizado llamado EPICS . El estado del sistema es verificado y controlado por interfaces gráficas de usuario especiales asociadas con ciertas entradas en la base de datos . El control de los parámetros del haz relacionados físicamente se lleva a cabo mediante MATLAB , que también proporciona herramientas de análisis de datos e interacción con el modelo informático del acelerador.
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