Surse specializate de radiație sincrotron
Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de
versiunea revizuită pe 16 decembrie 2019; verificările necesită
2 modificări .
Sursele specializate de radiație sincrotron sunt acceleratoarele de electroni construite special pentru a genera radiație sincrotron (SR). De regulă, acestea sunt sincrotroni cu parametri speciali (curent de fascicul mare, emisie scăzută , luminozitate ridicată a radiațiilor ). Cu toate acestea, cele mai recente și proiectate generații de surse SR sunt lasere cu electroni liberi și acceleratoare recuperatoare (vezi, de exemplu, proiectul MARS ).
Generații de surse SI
Sursele de radiație sincrotron sunt împărțite în mod convențional în patru generații: [1]
- Prima generație sunt sincrotroni, construite pentru experimente de fizică de înaltă energie, unde radiația de sincrotron a fost un efect secundar. La aceste instalații, pentru prima dată, au început să fie elaborate metode de utilizare a radiației sincrotron;
- A doua generație sunt sincrotroni special construiti pentru generarea SR. Practic, magneții de îndoire au fost folosiți pentru a genera radiații. Primul accelerator construit special pentru utilizarea radiației sincrotronului a fost sincrotronul Tantalus [2] , lansat în 1968 în SUA;
- A treia generație sunt sursele SI de astăzi. La proiectarea sincrotronilor din a 3-a generație, proiectarea lor a prevăzut un număr mare de goluri rectilinii lungi (5 metri sau mai mult) destinate instalării de inserții speciale care generează SR - wigglers și ondulatoare . Utilizarea dispozitivelor specializate pentru generarea de radiații este mult mai eficientă din punct de vedere energetic - cea mai mare parte a energiei emise de electroni este scoasă direct către stațiile experimentale , în timp ce îndepărtarea câmpului magnetic din dispozitivele conectate care nu sunt utilizate în anumite momente poate, de asemenea, reduce semnificativ consumul de energie al configurației experimentale. Trebuie subliniat că puterea pierderilor de energie de către electroni pe un dispozitiv conectat poate depăși 300 kW.
- A patra generație de surse de radiație sincrotron sunt proiecte care nu mai sunt sincrotroni. Îmbunătățirea ulterioară a acumulatorilor - și anume, o creștere a densității electronilor, o creștere a luminozității sursei SR este deja imposibilă fizic. Emitența a devenit un parametru critic - de fapt, volumul de fază ocupat de electroni atunci când se deplasează pe orbită. Se pare că, chiar dacă în momentul inițial al injectării electronii aveau o emitanță foarte mică, în procesul de trecere multiplă (de miliarde de ori) de-a lungul orbitei, ei „uită” de starea lor inițială, iar emitanța fasciculului este mai departe. determinată de fluctuaţiile cuantice ale radiaţiei sincrotron. Pentru a reduce emisia (și astfel crește luminozitatea), sunt propuse surse bazate pe lasere cu electroni liberi , precum și acceleratoare liniare cu recuperare de energie „ MARS ” [3]
Modul de reîncărcare
Modul de completare sau injecție cu energie completă este un mod specializat de funcționare al unui complex accelerator-stocare (sincrotron). Pentru a implementa modul Top-UP ca parte a complexului, este necesar să existe un sincrotron suplimentar, de rapel, care să asigure injectarea de electroni în inelul de stocare al acceleratorului principal la întreaga energie (de lucru) a acceleratorului. Injectarea la energie maximă face posibilă nu reacumularea de electroni, ci adăugarea de electroni celor care se mișcă deja în inelul de stocare, compensând pierderile de particule care apar.
Spre deosebire de acest mod, un design mai comun al complexului accelerator-stocare este unul în care injecția are loc la o energie de câteva ori mai mică. O energie de injecție mai scăzută face posibilă existența unui sistem de injecție mult mai ieftin și mai compact, dar necesită re-acumularea regulată a fasciculului de electroni (cu eliberarea electronilor acumulați anterior) și accelerarea ulterioară a electronilor acumulați până la energia maximă în inelul principal de stocare.
Surse SI ruse
Câteva surse SI de a treia generație
Link -uri
- ↑ Fetisov, G.V. (2007), Synchrotron Radiation , Moscova: FizMatLit .
- ↑ EM Rowe și FE Mills, Tantalus I: A Dedicated Storage Ring Synchrotron Radiation Source, Particle Accelerators Arhivat 23 septembrie 2021 la Wayback Machine , Vol. 4 (1973); paginile 211-227.
- ↑ Kulipanov GN; Skrinsky A.N.; Vinokurov NA MARS - un proiect de difracție limitată a sursei de raze X de generația a patra bazată pe supermicrotron (engleză) // Nuclear Instruments and Methods in Physical research : journal. - 2001. - Vol. A467-468 P1 . - P. 16-21 .
Literatură