オーストラリアン・シンクロトロン

シンクロトロン光を生成するために使用される電子は、まず電子銃において、加熱された金属陰極からの熱電子放出によって生成されます。放出された電子は、電子銃に印加された90キロボルトの電圧によって90キロ電子ボルト（keV ）のエネルギーまで加速され、線形加速器へと送られます。

線形加速器（またはリニアック）は、3GHzの周波数で動作する一連のRF 空洞を用いて、電子ビームを約15メートルの距離で100MeVのエネルギーまで加速します。この加速の性質上、ビームは個別のパケット、すなわち「バンチ」に分割する必要があります。バンチング処理は、リニアックの始点で複数の「バンチング」空洞を用いて行われます。リニアックは1秒に1回ビームを加速できます。リニアックのさらに奥では、四重極磁石を用いて電子ビームの集束を補助します。

ブースターは、線形加速器から送られてくる100 MeVの電子ビームを3 GeVまで加速する電子シンクロトロン です。ブースターリングは円周130メートルで、電子ビームにエネルギーを供給する5セルRF空洞（500 MHzで動作）を1つ備えています。ビームの加速は、磁場強度と空洞磁場を同時に上昇させることで実現されます。各上昇サイクルは約1秒かかります（完全な上昇と下降に要します）。

蓄積リングは、加速された電子の最終目的地です。円周は216メートルで、ほぼ同一の14のセクターで構成されています。各セクターは直線部分と円弧部分からなり、円弧部分にはそれぞれ2つの双極子「偏向」磁石が配置されています。各双極子磁石はシンクロトロン光の潜在的な発生源であり、ほとんどの直線部分には挿入装置も設置できるため、オーストラリア・シンクロトロンでは30以上のビームラインを設置できる可能性があります。直線部分のうち2つは、蓄積リングの500MHz RF空洞を収容するために使用され、これはビームがシンクロトロン放射によって失うエネルギーを補うために不可欠です。蓄積リングには、ビームの集束と色収差 補正に使用される多数の四重極磁石と六重極磁石も含まれています。このリングは、20時間以上のビーム寿命で200mAの蓄積電流を保持するように設計されています。

電子ビームは、加速過程中および蓄積リング内において、常に非常に高い真空状態に保たれています。ビームがガス分子と衝突すると、ビーム品質が急速に低下し、ビームの寿命が短くなるため、この真空状態は不可欠です。真空は、ビームをステンレス鋼製のパイプシステムで囲み、多数の真空ポンプシステムを常時稼働させて高い真空度を維持することで実現されています。蓄積リング内の圧力は通常、10⁻¹³ ^bar (10 nPa ) 程度です。

各デジタルおよびアナログ入出力チャネルは、EPICS （Experimental Physics and Industrial Control System）と呼ばれるカスタマイズされた分散型オープンソースデータベースシステムのデータベースエントリに関連付けられています。システムの状況は、専用のGUIを指定されたデータベースエントリに接続することで監視および制御されます。データベースエントリ（プロセス変数とも呼ばれる）は約103万件あり、その多くは物理的な入出力に関連しています。これらのうち約95万件は、10分の1秒から数分の間隔で永続的にアーカイブされます。

ビームの物理関連パラメータの高度な制御はMATLABによって行われ、MATLABはデータ解析ツールと加速器のコンピュータモデルとのインターフェースも提供します。人員と機器の保護はPLCベースのシステムによって実現され、このシステムはEPICSへのデータ転送も行います。

ビームラインも、制御の基盤としてEPICSを使用しています。