Австралиялық синхротрон - Australian Synchrotron

ANSTO-ның австралиялық синхротроны бұл 3 GeV ұлттық синхротронды сәулелену орналасқан мекеме Клейтон, оңтүстік-шығыс маңында Мельбурн, Виктория, ол 2007 жылы ашылды.[1][2] Бұл ең үлкені бөлшектер үдеткіші ішінде Оңтүстік жарты шар.[3]

ANSTO-ның австралиялық синхротроны а жарық көзі қондырғы (а-ға қарағанда коллайдер ), ол жоғары энергия сәулесін алу үшін бөлшектер үдеткіштерін қолданады электрондар жарық жылдамдығына дейін көбейтіліп, а сақина онда олар бірнеше сағат бойы айналады. Бұл электрондардың жүру жолы сақина сақинасында не иілгіш магниттермен, не ауытқиды кірістіру құрылғылары, олар шығарады синхротронды жарық. Жарық мамандандырылған жабдықты қамтитын эксперименттік станцияларға жіберіледі, бұл бірқатар зертханалық жағдайларда мүмкін болмайтын жоғары ажыратымдылықтағы суреттерді қоса, көптеген ғылыми зерттеулерге мүмкіндік береді.[4]

ANSTO-ның австралиялық синхротроны Австралияның ірі университеттері мен ғылыми орталықтарының және шағын және орта кәсіпорындардан трансұлттық компанияларға дейінгі бизнестің зерттеу қажеттіліктерін қолдайды. 2014-15 жылдар аралығында австралиялық синхротрон 4300-ден астам зерттеушілердің сапарларын және медицина, ауылшаруашылығы, қоршаған орта, қорғаныс, көлік, алдыңғы қатарлы өндіріс және тау-кен ісі сияқты салаларда 1000-ға жуық тәжірибелерді қолдады.[5]

2015 жылы Австралия үкіметі он жылдықты жариялады, 520 доллар арқылы операцияларға миллион инвестиция ANSTO, Австралияның Ядролық ғылым және технологиялар ұйымы.[6][7]

2020 жылы ол картаға көмектесу үшін қолданылды молекулалық құрылым туралы COVID-19 жалғасуда вирус Covid-19 пандемиясы.[3]

Акселератор жүйелері[8]

Австралиялық Synchrotron қондырғысының ішкі бөлігі 2006 жылы сәулелік сызықтар орнатылғанға дейін. Кескіннің үстемдігі - бұл сақина, алдыңғы оң жағында эксперименттік станциямен. Сақтау сақинасының ортасында күшейткіш сақина және линаг.

Электрондық мылтық

Синхротронды жарықпен қамтамасыз ету үшін қолданылатын электрондар бірінші кезекте пайда болады электронды мылтық, арқылы термионды эмиссия қыздырылған металдан жасалған катодтан. Содан кейін шығарылған электрондар 90 кэВ (кило-) энергияға дейін үдетіледі.электронды вольт ) 90 киловольттық потенциал бойынша мылтыққа қолданылып, сызықтық үдеткішке қарай жылжиды.

Сызықтық үдеткіш

The сызықтық үдеткіш (немесе линак) қатарларын қолданады РФ 3 ГГц жиілігінде жұмыс істейтін қуыстар, электронды сәулені 100 МэВ энергияға дейін, шамамен 15 метр қашықтықта жеделдету үшін. Осы үдеудің сипатына байланысты сәуле дискретті пакеттерге немесе «шоқтарға» бөлінуі керек. Буксирлеу процесі линияның басында, бірнеше «түйісетін» қуыстарды қолдана отырып жасалады. Линак сәулені секундына бір рет үдете алады. Әрі қарай линак бойымен квадруполды магниттер көмектесу үшін қолданылады назар аудару электронды сәуле.

Күшейткіш сақинаның ішінде линаг оң жақ қабырғадағы электронды пистолеттен созылып, сол жақта орналасқан үдеткіш сақинаға қосылатын кескінде көрінеді.

Синхротронды күшейту

Күшейткіш - электрон синхротрон ол 100 МэВ сәулені линактан алады және оның энергиясын 3 ГэВ дейін арттырады. Үдеткіш сақина шеңбері бойынша 130 метрді құрайды және құрамында 5 сәулелі РФ қуысы (500 МГц-те жұмыс істейді), ол электронды сәулеге энергия береді. Сәуленің үдеуі магнит күші мен қуыс өрістерін бір уақытта күшейту арқылы жүзеге асырылады. Әрбір серпіліс циклы шамамен 1 секундты алады (жоғары көтерілу мен аяқталу үшін).

Сақтау сақинасы

Сақтау сақинасы - жеделдетілген электрондардың соңғы тағайындалуы. Ол айналдыра 216 метрді құрайды және шамамен 14 бірдей сектордан тұрады. Әр сектор түзу қимадан және доғадан тұрады, доғалары әрқайсысында екі дипольді «иілу» магниті бар. Әрбір дипольдік магнит синхротронды жарықтың потенциалды көзі болып табылады және көптеген түзу бөліктер де орналасуы мүмкін енгізу құрылғысы, австралиялық синхротронда 30-дан астам сәуле шығару мүмкіндігі. Тікелей секциялардың екеуі 500 МГц жиіліктегі жиіліктегі сақина сақинасын орналастыру үшін қолданылады, олар сәуленің синхротронды сәулелену кезінде жоғалтатын энергияны алмастыруға қажет. Сақтау сақинасында сонымен қатар көптеген квадрупол және секступол сәулені фокустау үшін қолданылатын магниттер және хроматизм түзетулер. Сақина 200-ге арналған мА ұзақтығы 20 сағаттан асатын токтың.

Вакуумдық жүйелер

Электронды сәуле үдеу процесінде және сақтау сақинасында әрдайым өте жоғары вакуумда сақталады. Бұл вакуум қажет, себебі газ молекулаларымен кез-келген сәуле соқтығысуы сәуленің сапасын тез төмендетеді және сәуленің қызмет ету мерзімін қысқартады. Вакуумға сәулені тот баспайтын болаттан жасалған құбыр жүйесімен қоршау арқылы қол жеткізіледі, вакуумдық сорғының көптеген жүйелері вакуумның сапасын жоғары деңгейде ұстау үшін үнемі жұмыс істейді. Сақтау сақинасындағы қысым әдетте 10 шамасында болады−13 бар (10 nPa ).

Басқару жүйесі

Әрбір сандық және аналогтық енгізу-шығару арнасы теңшелген үлестірілімдегі мәліметтер қорымен байланысты ашық ақпарат көзі мәліметтер базасы жүйесі деп аталады ЭПИКА (Эксперименттік физика және өндірістік басқару жүйесі). Жүйенің күйі мамандандырылған қосылу арқылы бақыланады және басқарылады GUI көрсетілген мәліметтер базасының жазбаларына қатысты. 171000 дерекқор жазбалары бар (олар процестің айнымалылары деп те аталады), олардың көпшілігі физикалық енгізу-шығаруға қатысты. Олардың 105000-ға жуығы оннан бірнеше минутқа дейінгі аралықта тұрақты түрде архивтеледі.

Сәуленің физикаға қатысты параметрлерін кейбір жоғары деңгейлі басқару арқылы қамтамасыз етіледі MATLAB ол сонымен қатар деректерді талдау құралдары мен үдеткіштің компьютерленген моделімен интерфейсті ұсынады. Персоналды және жабдықты қорғауды пайдалану арқылы қол жеткізіледі PLC - деректерді EPICS-ке жіберетін базалық жүйелер.

Beamlines сонымен қатар EPICS-ті басқарудың негізі ретінде пайдаланады.

Австралиялық синхротронды сәулелер

Жұмсақ рентген сәулелік сызық және эндстация

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Ресми ашылу кестесі және мұрағат сайты, 31 шілде 2007 ж
  2. ^ «Ғалымдар монстр синхротронын ашады», ABC News, 31 шілде 2007 ж
  3. ^ а б Mcginn, Christine (30 наурыз 2020). «Австралиялық сарапшылардың» COVID-19 емін «ашуы». Австралиялық. Алынған 31 наурыз 2020.
  4. ^ «Тақырыптық зерттеулер». industry.synchrotron.org.au. Архивтелген түпнұсқа 2016 жылғы 3 наурызда. Алынған 4 қараша 2015.
  5. ^ «Австралиялық синхротрон: 2015 жылдық есеп» (PDF). Австралиялық синхротрон. Алынған 23 наурыз 2016.
  6. ^ «Синхротрон сәулесі алдағы онжылдықта жарқырайды». 7 желтоқсан 2015.
  7. ^ Австралиялық ядролық ғылым және технологиялар ұйымы
  8. ^ «Австралиялық синхротронды машина туралы ақпараттар».

Сыртқы сілтемелер