ALICE (akcelerátor) - ALICE (accelerator)
 | tento článek potřebuje další citace pro ověření. (duben 2013) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) |
Souřadnice: 53 ° 20'35 ″ severní šířky 02 ° 38'26 "W / 53,34306 ° N 2,64056 ° WUrychlovače a lasery v kombinovaných experimentech (ALICE) nebo Obnovení energie Linac Prototyp (ERLP) je 35 MeV rekuperace energie linac testovací zařízení v Daresbury Laboratory v Cheshire v Anglii. Projekt byl původně koncipován jako testovací postel pro 4GLS, a skládá se z:
- Fotoinjektor 350 kV laser.
- 8,35 MeV supravodivé RF posilovací linac.
- 35MeV supravodivý RF hlavní linac, ve kterém se získává energie z použitých elektronových svazků a dodává se novým svazkům.
- An infračervený volný elektronový laser (FEL) pomocí a stálý magnet zvlňovač o trvalé výpůjčce od Jefferson Laboratory.
- Transportní systém ERL, který transportuje svazky elektronů přes FEL a zpět do linacu se správnou fází RF, aby je zpomalil a tím z nich obnovil energii.
Akcelerátor ALICE je Energy Recovery Linac (ERL), který zahrnuje všechny funkce světelného zdroje 4. generace, i když v menším měřítku. ERL není omezen dynamickými vlastnostmi zásobních prstenců, a proto může dosáhnout nebývalého jasu elektronového paprsku omezeného pouze elektronovým dělem. Rekuperace energie umožňuje také výrazné zvýšení průměrného výkonu světelných zdrojů (bez nutnosti vybudování vyhrazené elektrárny poblíž!).
Schopnost vytvářet ultrakrátké svazky elektronů hluboko pod 1 s a dostupnost několika světelných zdrojů různé „barvy“ otevírají řadu možností pro provádění zkoumání rychlých procesů ve femtosekundové stupnici ve fyzice molekulárních a pevných látek, abychom jmenovali jen několik.
Projekt ALICE byl rozšířen přidáním 19-dutina zrychlení bez škálování FFAG prsten, známý jako EMMA projekt. Stavba stroje EMMA byla zahájena v září 2009. K 31. březnu 2011 byla dokončena kompletní kruhová obchůzka důkaz principu.
Zásada
Stejnosměrné fotoelektronové dělo generuje krátké elektronové svazky s nízkou emisivitou o délce několika ps a zrychluje je na skromných 350 kV. Nominální částka na ALICE je 80pC. Trsy se vyrábějí ve vlacích trvajících od ~ 10 ns do 100 ms a frekvence opakování vlaků se může pohybovat od 1 do 20 Hz. Ve vlaku jsou svazky odděleny 12,3ns, což odpovídá opakovací frekvenci laserového pulsu 81,25 MHz.
Elektronový paprsek je poté vstřikován do supravodivého linaku (posilovače), zrychlen na energii 8,35 MeV a transportován do hlavního linaku, který zvyšuje energii paprsku na 35 MeV. Oba supravodivé linaky jsou ochlazeny na přibližně 20 K kapalným heliem. Zrychlovací fáze hlavního linaku je zvolena tak, že se podél svazku zavádí cvrlikání specifické energie, takže jej lze později podélně stlačit v magnetické šikaně (kompresor svazku). Paprsek dosáhne šikany poté, co byl otočen o 180 ° v prvním trojbloku achromatu ARC1.
Po stlačení paprsek, který se nyní skládá z dílčích pikosekundových svazků, vstupuje do magnetického undulátoru, který tvoří hlavní část středního IR volného elektronového laseru (FEL). Tento laser generuje infračervené světlo s vlnovou délkou ~ 5 mm.
Použitý elektronový paprsek se vrací do vstupu do hlavního linaku přes druhý ARC2 v přesný čas, kdy je RF fáze přesně opačná k počáteční zrychlovací fázi. Tato podmínka vyžaduje přesné nastavení délky dráhy elektronového paprsku, které je dosaženo pohybem ARC1 jako celku. Paprsek je nyní zpomalen, čímž se jeho energie vrací zpět do elektromagnetického pole uvnitř linacních RF dutin (rekuperace energie) a vychází z linaku s původní energií 8,35 MeV. Tento zpětně získaný paprsek energie je odkloněn na skládku paprsku, čímž končí jeho krátká, ale užitečná životnost
Hlavní parametry
| - | Jmenovité parametry | Aktuálně dosaženo |
|---|---|---|
| Stejnosměrné napětí pistole | 350 kV | 350 kV se jmenovitou VN keramikou; v současné době zbraň pracuje při 230 kV |
| Nominální poplatek za partu | 80 ks | 80 pC (lze dodat i> ~ 200pC) |
| Katoda | NEA GaAs | NEA GaAs |
| Laser Nd: YVO4 (2. harmonická) | 532 nm | 532 nm |
| Laserový bod | 4,1 mm FWHM | Variabilní |
| Délka laserového pulzu | 28 ps FWHM | 28ps s laserovým pulzním zakladačem |
| Kvantová účinnost | 1-3% | ~ 4% (~ 15% v laboratorních podmínkách) |
| Energie vstřikovače | 8,35 MeV | Aktuálně 7,0 MeV |
| Celková energie paprsku | 35 MeV | Aktuálně 30 MeV |
| RF frekvence | 1,3 GHz | 1,3 GHz |
| Četnost opakování partie | 81,25 MHz | 81,25 MHz |
| Délka vlaku | 0-100 ms | Až 100 µs při 40 pC |
| Opakovací frekvence vlaku | 1–20 Hz | 1–20 Hz |
| Délka stlačeného svazku | <1ps @ 80pC | Bude měřeno |
| Špičkový proud v komprimovaném svazku | 150A | Bude měřeno |
| Maximální průměrný proud | 13 mA | - |
| MAX proud ve vlaku | 6,5 mA | > 6,5 mA, ale při kratších délkách vlaku |
Viz také
externí odkazy
- ERLP
- Stránka projektu ASTeC
- Rada pro vědecká a technologická zařízení
- Williams, Peter. "Urychlovače částic". Základy zákulisí. Brady Haran.