Швейцарский источник света
 Швейцарский источник света в мае 2016 г. | |
| Общие свойства | |
|---|---|
| Тип ускорителя | Источник синхротронного света |
| Тип луча | Электроны |
| Тип цели | Источник света |
| Свойства балки | |
| Максимальная энергия | 2,7 ГэВ |
| Максимальный ток | 400 мА |
| Физические свойства | |
| Окружность | 288 метров (945 футов) |
| Расположение | Виллиген , Швейцария |
| учреждение | Институт Пола Шеррера |
| Даты работы | 2000 – настоящее время |
Швейцарский источник света ( SLS ) — синхротрон, расположенный в Институте Пауля Шеррера (PSI) в Швейцарии для получения электромагнитного излучения высокой яркости . Планирование началось в 1991 году, проект был одобрен в 1997 году, а первый свет от накопителя был замечен 15 декабря 2000 года.Экспериментальная программа началась в июне 2001 года и используется для исследований в области материаловедения, биологии и химии.
Основным компонентом SLS является с энергией 2,4 ГэВ электронов накопитель и окружностью 288 м:Кольцо образовано 36 дипольными магнитами с магнитным полем 1,4 Тесла , объединенными в 12 групп по три (ахромат тройного изгиба, TBA) для ахроматического отклонения электронного луча. На 12 прямых участках между ТВА разной длины (3×11,5 м, 3×7 м, 6×4 м) размещены ондуляторные магниты, генерирующие ультрафиолетовое и рентгеновское излучение чрезвычайной яркости . Три диполя имеют увеличенное центральное поле до 3 тесла для получения жесткого рентгеновского излучения.В общей сложности 177 квадрупольных магнитов (магнитных линз) фокусируют луч, обеспечивая эмиттанс луча 5,5 нм рад. [1] 120 секступольных магнитов исправляют хроматические ошибки фокусировки квадруполей. 73 горизонтальных и вертикальных устройства управления лучом используются для непрерывной корректировки положения электронного луча. Наконец, 24 наклонных квадрупольных магнита отрегулированы так, чтобы исправить любое скручивание луча и минимизировать вертикальный эмиттанс: было достигнуто рекордно низкое значение в 3 пмрад. достигнуто в 2008 году. [2]
В SLS достигнута стабильность пучка фотонов на уровне 1 микрометра: кольцо работает в режиме пополнения, т.е. накопленный ток 400 мА поддерживается постоянным на уровне 2 мА за счет частых (2–3 минуты) инжекций. [3] Это поддерживает постоянную тепловую нагрузку от синхротронного излучения. Система быстрой орбитальной обратной связи, управляющая 73 мониторами положения луча и 73 горизонтальными и вертикальными штурвалами, корректирует положение электронного луча 4000 раз в секунду, чтобы подавить любые искажения, вызванные вибрациями земли и т. д. [4] Искажения луча от изменения состояния ондулятора, как это делалось во время экспериментов, сводятся к минимуму за счет применения набора поправок прямой связи, измеренных один раз для ондуляторов, а обратная связь по орбите позаботится обо всем остальном. Наконец, мониторы положения рентгеновского луча, измеряющие местоположение синхротронного излучения, сами выполняют окончательную настройку перед экспериментом. [5]
SLS имеет бустерный синхротрон, оптимизированный для работы с дозаправкой: он обеспечивает низкий эмиттанс луча 10 нм рад для эффективной подачи луча в накопительное кольцо и имеет низкое среднее энергопотребление - 30 кВт. Это достигается за счет большой окружности 270 м, большого количества (93) маленьких дипольных магнитов и малой апертуры всего 30х20 мм. Бустер ускоряет пучок от 100 МэВ до 2,4 ГэВ (опционально 2,7 ГэВ) с временем повторения 320 мс. [6] на 100 МэВ в качестве предварительного инжектора. линейный ускоритель Завершает установку [7]
В 2006 году была введена в эксплуатацию установка SLS-FEMTO: за счет взаимодействия высокоэнергетического (4 мДж) короткоимпульсного (50 фс на частоте ширины полосы) лазерного импульса с электронным лучом в вигглер -магните тонкий срез электронного луча модулируется в энергия. Магнитная шикана , удерживающая вигглер и создающая дисперсию, преобразует эту энергетическую модуляцию в горизонтальное отделение срезов от сердечника. Таким образом, излучение срезов в последующем ондуляторе может быть разделено системой апертур. Таким образом можно генерировать рентгеновские импульсы длительностью 140 фс (fwhm) и настраиваемой энергией фотонов 3–18 кэВ. [8] (Эта установка вызвала серьезные изменения в накопителе, в результате чего появилось нечетное количество квадруполей — 177, а рулевых — 73.)Эксперименты FEMTO были прекращены в 2017 году, поскольку рабочая сила была переведена на экспериментальную станцию SwissFEL .
По состоянию на июнь 2009 года SLS имеет восемнадцать экспериментальных станций ( ондуляторы и изгибные магниты ) и семнадцать действующих каналов .
Существует три кристаллографии белков направления , два из которых частично финансируются ассоциациями швейцарских фармацевтических компаний , включая Novartis , Roche , Actelion , Boehringer Ingelheim и Proteros .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Бёге, М. «Первая эксплуатация швейцарского источника света» (PDF) . Proc EPAC'2002, Париж, Франция, 2002 г. стр. 39–43.
- ^ Андерссон, О.; и др. (2008). «Определение небольшого вертикального профиля электронного луча и эмиттанса швейцарского источника света». Нукл. Инструмент. Методы Физ. Рез. А. 591 (3): 437–446. Бибкод : 2008NIMPA.591..437A . дои : 10.1016/j.nima.2008.02.095 .
- ^ Людеке, А.; и др. «Опыт работы по дозаправке в Swiss Light Source» (PDF) . Proc EPAC'2002, Париж, Франция, 2002 г. стр. 721–723.
- ^ Шильчер, Т.; и др. «Ввод в эксплуатацию и эксплуатация системы обратной связи на быстрой орбите SLS» (PDF) . Proc EPAC'2004, Люцерн, Швейцария, 2004 г. п. 2523.
- ^ Чрин, Дж.; Шмидт, Т; Стройн, А; Зимох, Д; и др. (2008). «Схемы локальной коррекции для противодействия эффектам вставного устройства». Нукл. Инструмент. Методы Физ. Рез. А. 592 (3): 141–153. Бибкод : 2008NIMPA.592..141C . дои : 10.1016/j.nima.2008.04.016 .
- ^ Джохо, В.; Муньос, М.; Стройн, А. (2006). «Разгонный синхротрон SLS». Нукл. Инструмент. Методы Физ. Рез. А. 562 (1): 1–11. Бибкод : 2006NIMPA.562....1J . CiteSeerX 10.1.1.603.2737 . дои : 10.1016/j.nima.2006.01.129 .
- ^ Педроцци, М.; и др. «Ввод в эксплуатацию линейного ускорителя SLS» (PDF) . Proc EPAC'2000, Вена, Австрия, 2000 г. п. 851.
- ^ Стройн, А.; Ингольд Г.; и др. «Субпикосекундный источник рентгеновского излучения FEMTO на SLS» (PDF) . Proc EPAC'2006, Эдинбург, Шотландия, 2006 г. п. 39.