Swiss Light Source (SLS) является синхротронным расположен в Шеррере Пола (PSI) в Швейцарии для получения электромагнитного излучения высокой яркости . Планирование началось в 1991 году, проект был одобрен в 1997 году, а первый свет от накопительного кольца 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 электронное накопительное кольцо на 2,4 ГэВ с окружностью 288 м: кольцо образовано 36 дипольными магнитами с магнитным полем 1,4 тесла , объединенными в 12 групп по три (ахромат с тройным изгибом, TBA) для ахроматического отклонения электрона. луч. На 12 прямых участках между ТВП разной длины (3 × 11,5 м, 3 × 7 м, 6 × 4 м) размещаются ондуляторные магниты для генерации ультрафиолетового и рентгеновского излучения исключительной яркости . 3 диполя имеют увеличенное центральное поле 3 тесла для получения жесткого рентгеновского излучения. В общей сложности 177 квадрупольных магнитов (магнитных линз) фокусируют луч, обеспечивая излучательную способность луча 5,5 нм рад. [1] 120 секступольных магнитов исправляют хроматические ошибки фокусировки квадруполей. 73 горизонтальных и вертикальных устройства управления лучом используются для непрерывной коррекции положения электронного луча. Наконец, 24 скошенных квадрупольных магнита настроены так, чтобы скорректировать любое скручивание луча и минимизировать вертикальный эмиттанс: в 2008 году было достигнуто мировое рекордно низкое значение 3 пм рад [2].
SLS достиг стабильности фотонного пучка 1 микрометр: кольцо работает в режиме пополнения, то есть сохраненный ток 400 мА поддерживается постоянным на уровне 2 мА с помощью частых (2–3 минут) впрысков. [3] Это поддерживает постоянную тепловую нагрузку от синхротронного излучения. Система быстрой орбитальной обратной связи, управляющая 73 мониторами положения луча и 73 горизонтальными и вертикальными направляющими, корректирует положение электронного луча 4000 раз в секунду, чтобы подавить любые искажения из-за колебаний земли и т. Д. [4] Искажения луча из-за изменения состояния ондулятора, как сделано во время экспериментов сводятся к минимуму за счет применения набора поправок с прямой связью, измеренных один раз для ондуляторов, орбитальная обратная связь берет на себя все остальное. Наконец, мониторы положения рентгеновского луча, измеряющие положение самого синхротронного излучения, выполняют окончательную настройку перед экспериментом. [5]
SLS имеет бустерный синхротрон, оптимизированный для операции дозаправки: он обеспечивает низкий коэффициент излучения пучка 10 нм рад для эффективного ввода пучка в накопительное кольцо и имеет низкое среднее энергопотребление 30 кВт. Это достигается за счет большой окружности 270 м, большого количества (93) небольших дипольных магнитов и небольшой апертуры всего 30x20 мм. Бустер ускоряет пучок от 100 МэВ до 2,4 ГэВ (опционально 2,7 ГэВ) за время повторения 320 мс. [6] Линейный ускоритель на 100 МэВ в качестве форсунки завершает установку. [7]
В 2006 году была введена в эксплуатацию установка SLS-FEMTO: при взаимодействии лазерного импульса высокой энергии (4 мДж) с коротким импульсом (50 фс / чм) с электронным лучом в вигглер- магните тонкий слой электронного луча модулируется в энергия. Магнитная шикана, ограничивающая зигзаг и создающая дисперсию, преобразует эту модуляцию энергии в горизонтальное отделение слоев от основного луча. Таким образом, излучение срезов в последующем ондуляторе можно разделить системой отверстий. Таким образом могут генерироваться рентгеновские импульсы длительностью 140 фс (fwhm) и настраиваемой энергией фотонов 3-18 кэВ. [8] (Эта установка вызвала серьезную замену накопительного кольца, что привело к нечетному количеству 177 квадруполей и 73 руля.) Эксперименты FEMTO были прекращены в 2017 году, так как персонал был переведен на экспериментальную станцию в SwissFEL .
По состоянию на июнь 2009 года SLS имеет восемнадцать экспериментальных станций ( ондуляторы и поворотные магниты ) и семнадцать действующих пучков .
Существуют три линии луча для кристаллографии белков , две из которых частично финансируются ассоциациями швейцарских фармацевтических компаний, включая Novartis , Roche , Actelion , Boehringer Ingelheim и Proteros .
Смотрите также
- Наука и технологии в Швейцарии
Рекомендации
- ^ Бёге, М. «Первая операция швейцарского источника света» (PDF) . Proc EPAC'2002, Париж, Франция, 2002 . С. 39–43.
- ^ Андерссон, Å .; и другие. (2008). «Определение небольшого вертикального профиля электронного пучка и эмиттанса в швейцарском источнике света». Nucl. Instrum. Методы Phys. Res. . 591 (3): 437–446. Bibcode : 2008NIMPA.591..437A . DOI : 10.1016 / j.nima.2008.02.095 .
- ^ Lüdeke, A .; и другие. «Опыт пополнения запасов на швейцарском источнике света» (PDF) . Proc EPAC'2002, Париж, Франция, 2002 . С. 721–723.
- ^ Schilcher, T .; и другие. «Ввод в эксплуатацию и эксплуатация системы быстрой орбитальной обратной связи SLS» (PDF) . Proc EPAC'2004, Люцерн, Швейцария, 2004 . п. 2523.
- ^ Chrin, J .; Шмидт, Т; Штрейн, А; Зимоч, Д; и другие. (2008). «Схемы локальной коррекции для противодействия эффектам вставного устройства». Nucl. Instrum. Методы Phys. Res. . 592 (3): 141–153. Bibcode : 2008NIMPA.592..141C . DOI : 10.1016 / j.nima.2008.04.016 .
- ^ Joho, W .; Muñoz, M .; Штрейн, А. (2006). «Бустерный синхротрон SLS». Nucl. Instrum. Методы Phys. Res. . 562 (1): 1–11. Bibcode : 2006NIMPA.562 .... 1J . CiteSeerX 10.1.1.603.2737 . DOI : 10.1016 / j.nima.2006.01.129 .
- ^ Педроцци, М .; и другие. «Ввод в эксплуатацию линейного ускорителя SLS» (PDF) . Proc EPAC'2000, Вена, Австрия, 2000 . п. 851.
- ^ Streun, A .; Ingold G .; и другие. "Субпикосекундный источник рентгеновского излучения FEMTO в SLS" (PDF) . Proc EPAC'2006, Edinburgth, Шотландия, 2006 . п. 39.
Внешние ссылки
- Официальный веб-сайт