Švýcarský světelný zdroj - Swiss Light Source

Panoramatický pohled na vnitřek švýcarského světelného zdroje. Vlevo je vidět koncová stanice experimentu, betonový tunel na konci mostu ve středu fotografie obsahuje elektronový paprsek.

The Švýcarský světelný zdroj (SLS) je a synchrotron nachází se na Paul Scherrer Institute (PSI) v Švýcarsko pro výrobu elektromagnetická radiace vysoké jas. Plánování bylo zahájeno v roce 1991, projekt byl schválen v roce 1997 a první světlo ze skladovacího kruhu bylo vidět 15. prosince 2000. Experimentální program byl zahájen v červnu 2001 a slouží k výzkumu v oblasti vědy o materiálech, biologie a chemie.

Hlavní součástí SLS je 2.4 GeV elektron úložný prsten obvodu 288 m: Kroužek je tvořen 36 dipólové magnety ze dne 1.4 tesla magnetické pole kombinované do 12 skupin po třech (achromat s trojitým ohybem, TBA) pro achromatické vychýlení elektronového paprsku. 12 přímých úseků mezi TBA různých délek (3 × 11,5 m, 3 × 7 m, 6 × 4 m) pojme zvlňovač magnety generující extrémní ultrafialové a rentgenové světlo jas. 3 dipóly mají zvýšené středové pole 3 tesla k výrobě tvrdých rentgenových paprsků. Celkem 177 čtyřpólové magnety (magnetické čočky) zaostří paprsek tak, aby poskytl a vyzařování paprsku 5,5 nm rad.[1]120 sextupole magnety opravit chyby chromatického zaostření čtyřpólů. K nepřetržité korekci polohy elektronového paprsku se používá 73 vodorovných a svislých řízení paprsku. Nakonec je upraveno 24 šikmých čtyřpólových magnetů tak, aby korigovaly jakoukoli torzi paprsku a minimalizovaly vertikální vyzařování: v roce 2008 bylo dosaženo světové rekordní nízké hodnoty 3 pm rad.[2]

SLS dosáhla stability fotonového paprsku 1 mikrometr: prstenec je provozován v režimu doplňování, tj. Uložený proud 400 mA je udržován konstantní na 2 mA častými (2–3 minutami) injekcemi.[3] To udržuje konstantní tepelné zatížení ze synchrotronového záření. Systém rychlé zpětné vazby na oběžné dráze, který ovládá monitory polohy paprsku 73 a vodorovné a svislé řízení 73, koriguje polohu elektronového paprsku 4000krát za sekundu, aby potlačil jakékoli zkreslení z vibrací země atd.[4] Zkreslení paprsků ze změny stavu undulátoru, jak je prováděno během experimentů, se minimalizuje aplikací sady korekcí dopředného měření, měřených jednou pro undulatory, o zbytek se stará zpětná vazba na oběžné dráze. Nakonec monitory polohy rentgenového paprsku měřící polohu samotného synchrotronového záření provádějí finální nastavení před experimentem.[5]

SLS má posilovač synchrotron optimalizováno pro doplňovací provoz: poskytuje minimum vyzařování paprsku 10 nm rad pro efektivní vstřikování paprsku do akumulačního kruhu a má nízkou průměrnou spotřebu energie 30 kW. Toho je dosaženo velkým obvodem 270 m, velkým počtem (93) malých dipól magnety a nízká clona pouze 30x20mm. Posilovač zrychluje paprsek ze 100 MeV na 2,4 GeV (volitelně 2,7 GeV) v době opakování 320 ms.[6] 100 MeV lineární urychlovač jako předinjektor doplňuje zařízení.[7]

V roce 2006 bylo uvedeno do provozu zařízení SLS-FEMTO: Interakcí vysokoenergetického (4 mJ), krátkého pulzu (50 fs fwhm) laserového pulzu s elektronovým paprskem v parochňa magnet, tenký plátek elektronového paprsku je modulován energií. Magnetický šikanový závorka parochňa a vytvoření disperze převádí tuto modulaci energie na horizontální oddělení řezů od paprsku jádra. Takže záření z plátků v následném zvlňovači lze oddělit systémem otvorů. Tímto způsobem mohou být generovány rentgenové pulsy o délce 140 fs (fwhm) a laditelné fotonové energii 3-18 keV.[8] (Tato instalace způsobila zásadní změnu úložného kruhu, což mělo za následek lichý počet 177 čtyřpólů a 73 volů.) Experimenty FEMTO byly přerušeny v roce 2017, protože pracovní síla byla přenesena do experimentální stanice na SwissFEL.

V červnu 2009 má SLS osmnáct experimentálních stanic (zvlňovače a ohýbání magnetů ) a sedmnáct funkční paprskové linie.

Tam jsou tři krystalografie bílkovin paprskové linie, z nichž dvě jsou částečně financovány asociacemi Švýcarska farmaceutické společnosti počítaje v to Novartis, Roche, Actelion, Boehringer Ingelheim a Proteros.

Viz také

Reference

  1. ^ Böge, M. „První provoz švýcarského světelného zdroje“ (PDF). Proc EPAC'2002, Paříž, Francie, 2002. 39–43.
  2. ^ Andersson, Å .; et al. (2008). "Stanovení malého vertikálního profilu elektronového paprsku a emise ve švýcarském světelném zdroji". Nucl. Instrum. Metody Phys. Res. A. 591 (3): 437–446. Bibcode:2008 NIMPA.591..437A. doi:10.1016 / j.nima.2008.02.095.
  3. ^ Lüdeke, A .; et al. „Dobíjecí provoz ve švýcarském světelném zdroji“ (PDF). Proc EPAC'2002, Paříž, Francie, 2002. str. 721–723.
  4. ^ Schilcher, T .; et al. „Uvedení do provozu a provoz systému SLS pro rychlou zpětnou vazbu na oběžné dráze“ (PDF). Proc EPAC'2004, Lucerne, Švýcarsko, 2004. p. 2523.
  5. ^ Chrin, J .; Schmidt, T; Streun, A; Zimoch, D; et al. (2008). Msgstr "Schémata lokálních korekcí proti účinkům vkládacího zařízení". Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 592 (3): 141–153. Bibcode:2008 NIMPA.592..141C. doi:10.1016 / j.nima.2008.04.016.
  6. ^ Joho, W .; Muñoz, M .; Streun, A. (2006). Msgstr "Synchrotron zesilovače SLS". Nucl. Instrum. Metody Phys. Res. A. 562 (1): 1–11. Bibcode:2006 NIMPA.562 .... 1J. CiteSeerX  10.1.1.603.2737. doi:10.1016 / j.nima.2006.01.129.
  7. ^ Pedrozzi, M .; et al. „Uvedení SLS linac do provozu“ (PDF). Proc EPAC'2000, Vídeň, Rakousko, 2000. p. 851.
  8. ^ Streun, A .; Ingold G .; et al. „Subpikosekundový rentgenový zdroj FEMTO na SLS“ (PDF). Proc EPAC'2006, Edinburgth, Skotsko, 2006. p. 39.

externí odkazy