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 2016年5月のスイス・ライト・ソース | |
| 一般的なプロパティ | |
|---|---|
| アクセラレータタイプ | シンクロトロン光源 |
| ビームタイプ | 電子 |
| ターゲットタイプ | 光源 |
| 梁の特性 | |
| 最大エネルギー | 2.7 ギガボルト |
| 最大電流 | 400mA |
| 物理的特性 | |
| 周 | 288メートル（945フィート） |
| 位置 | フィリゲン、スイス |
| 機関 | ポール・シェラー研究所 |
| 運行日 | 2000年 - 現在 |
スイス光源( SLS ) は、スイスのポール・シェラー研究所(PSI)にある高輝度の電磁放射を生成するシンクロトロンです。計画は 1991 年に開始され、プロジェクトは 1997 年に承認され、蓄積リングからの最初の光は 2000 年 12 月 15 日に観測されました。実験プログラムは 2001 年 6 月に開始され、材料科学、生物学、化学の研究に使用されています。
SLS の主要コンポーネントは、円周 288 m の 2.4 GeV電子ストレージ リングです。リングは、1.4テスラの磁場を持つ 36 個の双極子磁石で構成され、電子ビームの色消し偏向用に 3 個ずつ 12 組 (三重曲げアクロマート、TBA) にまとめられています。長さの異なる TBA 間の 12 の直線部分 (3×11.5 m、3×7 m、6×4 m) にアンジュレータ磁石が配置され、極めて明るい紫外線と X 線を生成します。3 つの双極子は、硬 X 線を生成するために中心磁場が 3テスラに増加しています。合計 177 個の四極子磁石(磁気レンズ) がビームを集束し、ビーム放射率が 5.5 nm rad になるようにします。[1] 120 個の六極子磁石が四極子の色収差補正を行います。 73 個の水平および垂直ビームステアラーは、電子ビームの位置を継続的に修正するために使用されます。最後に、24 個のスキュー四極磁石を調整して、ビームのねじれを修正し、垂直放射を最小限に抑えます。2008 年には、世界記録の最低値である 3 pm rad が達成されました。[2]
SLS は 1 マイクロメートルの光子ビーム安定性を達成しました。リングはトップアップ モードで動作し、つまり 400 mA の蓄積電流が頻繁な (2～3 分) 注入によって 2 mA に一定に保たれます。[3] これにより、シンクロトロン放射からの熱負荷が一定に保たれます。73 個のビーム位置モニターと 73 個の水平および垂直ステアラーを制御する高速軌道フィードバック システムは、電子ビームの位置を 1 秒あたり 4000 回修正し、地面の振動などによる歪みを抑えます。[4]実験中に行われるアンジュレーターの状態の変化によるビームの歪みは、アンジュレーターに対して一度測定されたフィード フォワード補正のセットを適用することで最小限に抑えられ、軌道フィードバックが残りの処理を行います。最後に、シンクロトロン放射自体の位置を測定する X 線ビーム位置モニターが、実験の前に最終調整を実行します。[5]
SLS には、トップアップ操作に最適化されたブースターシンクロトロンがあります。これは、蓄積リングへの効率的なビーム注入のために 10 nm rad の低ビームエミッタンスを提供し、平均消費電力は 30 kW と低くなっています。これは、270 m の大きな円周、多数の (93) 小型双極子磁石、およびわずか 30 x 20 mm の低開口によって実現されています。ブースターは、繰り返し時間 320 ms でビームを 100 MeV から 2.4 GeV (オプションで 2.7 GeV) まで加速します。[6]プレインジェクターとしての100 MeV線形加速器が施設を完成させます。[7]
2006年にSLS-FEMTO施設が稼働しました。高エネルギー（4mJ）、短パルス（50fs fwhm）のレーザーパルスとウィグラー磁石の電子ビームとの相互作用により、電子ビームの薄いスライスのエネルギーが変調されます。ウィグラーを挟んで分散を作成する磁気シケインにより、このエネルギー変調がコアビームからのスライスの水平方向の分離に変換されます。そのため、後続のアンジュレータのスライスからの放射は、開口部のシステムによって分離できます。このようにして、長さ140fs（fwhm）のX線パルスと3〜18keVの調整可能な光子エネルギーを生成できます。[8] （この設置により、ストレージリングに大きな変更が加えられ、奇数の177個の四重極と73個のステアラーが生まれました。）FEMTO実験は、人員がSwissFEL の実験ステーションに移されたため、2017年に中止されました。
2009 年 6 月現在、SLS には 18 の実験ステーション (アンジュレータと偏向磁石) と 17 の運用ビームラインがあります。
タンパク質結晶構造解析ビームラインは3つあり、そのうち2つはノバルティス、ロシュ、アクテリオン、ベーリンガーインゲルハイム、プロテロスなどのスイス製薬会社の協会によって部分的に資金提供されています。
参照
参考文献
- ^ Böge, M. 「スイス光源の初運用」（PDF）。Proc EPAC'2002、パリ、フランス、2002年。pp. 39–43。
- ^ オー・アンダーソン;他。 （2008年）。 「スイス光源における小さな垂直電子ビームのプロファイルとエミッタンスの決定」。Nucl.インストラム。方法 物理学。解像度Ａ． 591 (3): 437–446。Bibcode :2008NIMPA.591..437A。土井：10.1016/j.nima.2008.02.095。
- ^ Lüdeke, A.; et al. 「スイス光源でのトップアップ運用経験」(PDF)。Proc EPAC'2002、パリ、フランス、2002年。pp. 721–723。
- ^ Schilcher, T.; et al. 「SLS 高速軌道フィードバックシステムの運用と運用」(PDF)。Proc EPAC'2004、ルツェルン、スイス、2004 年。p. 2523。
- ^ Chrin, J.; Schmidt, T; Streun, A; Zimoch, D; et al. (2008). 「挿入デバイスの影響を打ち消すための局所補正スキーム」Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A . 592 (3): 141–153. Bibcode :2008NIMPA.592..141C. doi :10.1016/j.nima.2008.04.016.
- ^ ジョホ、W.ムニョス、M.ストリューン、A. (2006)。 「SLSブースターシンクロトロン」。Nucl.インストラム。方法 物理学。解像度Ａ． 562 (1): 1-11。ビブコード:2006NIMPA.562....1J。CiteSeerX 10.1.1.603.2737。土井：10.1016/j.nima.2006.01.129。
- ^ ペドロッツィ、M.他。 「SLS リニアックの試運転」(PDF)。Proc EPAC'2000、ウィーン、オーストリア、2000 年。 p. 851.
- ^ Streun, A.; Ingold G.; et al. "SLS におけるサブピコ秒 X 線源 FEMTO" (PDF) . Proc EPAC'2006、エディンバラ、スコットランド、2006 年. p. 39。
外部リンク
- 公式サイト