Webbläsaren som du använder stöds inte av denna webbplats. Alla versioner av Internet Explorer stöds inte längre, av oss eller Microsoft (läs mer här: * https://www.microsoft.com/en-us/microsoft-365/windows/end-of-ie-support).

Var god och använd en modern webbläsare för att ta del av denna webbplats, som t.ex. nyaste versioner av Edge, Chrome, Firefox eller Safari osv.

Electron beam sizes and lifetimes at MAX II and MAX III

Författare

Summary, in Swedish

Popular Abstract in Swedish

När elektroner som färdas i en hastighet nära ljusets hastighet böjs av i ett magnetfält genereras framåtriktad elektromagnetisk strålning. Denna strålning, som även kallas synkrotronljus, kan användas för att studera strukturer och egenskaper hos olika material. Vid en synkrotronljuskälla, som t.ex. MAX II eller MAX III vid MAX-lab i Lund, cirkulerar elektroner runt i vakuum i en lagringsring. Magneter utmed elektronbanan böjer av och fokuserar elektronstrålen. Synkrotronljuset som elektronerna sänder ut filtreras och fokuseras i strålrör och transporteras till experimentstationer placerade utmed lagringsringen. De flesta som bedriver forskning vid en synkrotronljuskälla kommer dit en kortare tid för att använda sig av synkrotronljuset. För att säkerställa att användarna får bra kvalitet på ljuset behövs goda kunskaper om elektronstrålen som genererar ljuset. I den här avhandlingen beskrivs studier relaterade till elektronstrålens egenskaper i MAX II och MAX III, med fokus på elektronstrålens storlek och livstid.



Ett diagnostikstrålrör har designats, byggts och installerats i MAX III för att bestämma elektronstrålens bredd och höjd. Strålröret använder sig av synligt synkrotronljus från en av böjmagneterna i MAX III för att skapa en bild av elektronstrålen. Prestandan hos strålröret testades genom att mäta elektronstrålens bredd och höjd för flera olika inställningar på strålröret och verifiera att den uppmätta bredden och höjden inte berodde på strålrörets inställningar. Den uppmätta bredden stämde överens med teoretiska förväntningar.



För att tillföra den energi som elektronerna tappar när de sänder ut synkrotronljus används mikrovågskaviteter. Det varierande fältet i kaviteterna får elektronerna att färdas runt i lagringsringen i separata ansamlingar av elektroner. I MAX III fanns sedan tidigare två olika sorters kaviteter, en aktiv kavitet för att tillföra energi till elektronerna och en passiv kavitet för att öka elektronansamlingarnas längd. Genom att installera en andra passiv kavitet kunde instabiliteter i elektronstrålens bredd och ansamlingarnas längd dämpas. Mätningar av ansamlingarnas längd och fältstyrkorna i kaviteterna visade god överensstämmelse med resultat från datorsimuleringar.



Om elektronerna i en lagringsring har fel energi eller avviker för långt från den ideala elektronbanan kan de slå i vakuumkammaren och förloras, vilket ger upphov till en begränsad livstid hos elektronstrålen. Livstiden i MAX III var lägre än förväntat. De livstidsbegränsande effekterna har mätts upp och den mest begränsande effekten har identifierats. Genom att flytta en felplacerad komponent i lagringsringen några millimeter fördubblades livstiden i MAX III.



Utöver studier av MAX III har mätningar även genomförts vid MAX II, där en ny sorts vakuumkammare har installerats. Mätningar av livstiden och trycket i MAX II före och efter installationen visade att de nya vakuumkamrarna fungerade bra. De positiva erfarenheterna från MAX II är viktiga inför den framtida synkrotronljuskällan MAX IV, där liknande teknik kommer att användas.

Publiceringsår

2012

Språk

Engelska

Dokumenttyp

Doktorsavhandling

Förlag

Department of Physics, Lund University

Ämne

  • Physical Sciences
  • Natural Sciences

Nyckelord

  • Electron accelerator
  • Storage ring
  • Synchrotron light source
  • Synchrotron radiation
  • Electron beam profile
  • Emittance
  • Beam size
  • Fysicumarkivet A:2012:Hansson
  • Lifetime
  • Bunch length
  • Landau cavities

Status

Published

Handledare

ISBN/ISSN/Övrigt

  • ISBN: 978-91-7473-398-3
  • ISRN: LUNTDX/NTMX--1012--SE

Försvarsdatum

20 december 2012

Försvarstid

13:15

Försvarsplats

Föreläsningssal B / Lecture hall B, Fysicum, Lund University

Opponent

  • Peter Kuske