Aceleradores

O Anel de Armazenamento UVX é uma Fonte de Luz Síncrotron de segunda geração que opera com feixes de elétrons à energia de 1,37 GeV. O sistema de injeção inclui um acelerador linear de 120 MeV e um Síncrotron Injetor, ou Booster, de 500 MeV. A máquina opera em decay-mode e a maior parte das Linhas de Luz são baseados em imãs dipolos. Duas estações de RF são usadas para fornecer energia para o feixe de elétrons, com cada estação incluindo uma cavidade de aceleração de célula única à temperatura ambiente e um amplificador de estado sólido de 50 kW operando em 476 MHz. O Anel de Armazenamento está alojado em um túnel de temperatura controlada e sistemas de feedback são usados para manter a órbita feixe estável durante os turnos de usuário. Duas Linhas de Luz de diagnóstico são utilizadas para o monitoramento do feixe.

OPERAÇÃO E CONFIABILIDADE

Ao longo dos últimos anos, o UVX tem entregado cerca de 3700 horas de feixe síncrotron por ano, com a operação de 24 horas, de segunda a sábado. A fonte de luz opera em decay-mode e injeções acontecem duas vezes por dia, com 30 minutos de tempo previsto para cada injeção.

A máquina normalmente opera no modo multi-bunch embora turnos de single-bunch podem ser entregues sob demanda dos usuários. No modo multi-bunch, a corrente inicial é de 250 mA, se reduzindo a cerca de 130 mA no final do turno. O tempo de vida inicial do feixe (em baixo acoplamento vertical) é tipicamente da ordem de 12 horas. No modo de single-bunch, a corrente inicial é de cerca de 9 mA.

Injeção no Booster ocorre à energia de 120 MeV e sua energia máxima é de 500 MeV. Cerca de 50 ciclos de injecção são necessários para preencher o Anel de Armazenamento vazio com uma corrente de 250 mA. A injeção ocorre a baixas energias no Anel de Armazenamento, e a energia dos feixes tem que ser aumentada para a energia de operação após o processo de acumulação. No fim do turno, a corrente restante é desacelerada para a energia de injecção e o processo de injeção é retomado.

A confiabilidade da fonte de luz síncrotron, isto é, a razão entre o tempo de feixe fornecido e o tempo de feixe programado, tem sido geralmente perto de 97,5%, que está no mesmo nível das fontes de luz de terceira geração mais competitivas. Nos últimos anos, o tempo médio entre as perdas feixe tem sido tipicamente da ordem de 60 horas.

REDE MAGÉTICA

A fonte de luz UVX possui uma rede magnética DBA de simetria sextupla. A rede magnética inclui 12 dipolos de 1,67 T, 36 quadrupolos e 18 sextupolos. Há 6 seções retas de 2,95 m, 4 delas disponíveis para dispositivos de inserção, 3 das quais são atualmente ocupadas com: um ondulador EPU50, um wiggler supercondutor 4T SCW60 e um wiggler híbrido 2T W80. A máquina possui de cerca de 93 m de comprimento e o número harmônico é 148. Um conjunto de 18 imãs corretores horizontais e 24 verticais é usado por um sistema de feedback de 3 kHz para manter a órbita do feixe dentro das tolerâncias durante todo o turno de usuários.

A rede magnética do síncrotron Booster inclui 12 dipolos em dois arcos acromáticos de 180° baseados em células FODO. A circunferência do Booster é de cerca de um terço da do anel principal e opera a 0,2 Hz. O sistema de RF do Booster inclui uma cavidade de célula única e um amplificador de estado de 2 kW trabalhando a 476 MHz.

FONTES DE RADIAÇÃO

Considerando as duas saídas de cada dipolo de 1,67 T, a 4° e 15°, a simetria sextuplada rede resulta em quatro tipos de fonte de radiação de acordo com o tamanho e divergência do feixe síncrotron.

Fonte	Tamanho (FWHM*) [mm]	Divergência (FWHM*) [mrad]
Dipolos (quaisquer) a 15°	0.87 x 0.17	1.9 x 0.05
Dipolos (pares) a 4°	0.92 x 0.15	3.0 x 0.05
Dipolos (impares) a 4°	1.10 x 0.20	0.9 x 0.05
Segmentos Retos	3.86 x 0.04	0.2 x 0.06

LINHAS DE LUZ

Na Fonte de Luz Síncrotron UVX existem atualmente 20 linhas de luz instaladas, a maioria das quais estão disponíveis para a comunidade de usuários (principalmente do Brasil e da América Latina).

14 Linhas de Luz são baseadas nos dipolos de 1,67 T do anel de armazenamento. Seis delas (XAFS2, XRF, XPD, SAXS1, XAFS1, IMX) estão na saída a 15° dos dipolos, seis delas (SAXS2, SXS, DXAS, SGM, XRD1, XRD2) estão na saída a 4° de dipolos pares e duas delas (IR, TGM) estão na saída a 4° de dipolos ímpares.

Outras três linhas de luz se baseiam em dispositivos de inserção: uma com base no Ondulador EPU50 (PGM), uma com base no Wiggler híbrido 2T W80 (MX2), e uma base com base no Wiggler supercondutor 4T SCW60 (XDS).

Finalmente, duas linhas de luz de diagnóstico (DFE, DFX) são usadas para monitorar o feixe e uma linha de luz de dipolo (IBL) é usada para o desenvolvimento e teste de instrumentação tanto para UVX quanto para a nova Fonte de Luz Síncrotron Sirius.

PARÂMETROS DO ANEL DE ARMAZENAMENTO

Parâmetro	Valor	Unidade
Energia	1.37	GeV
Energia na Injeção	500	MeV
Corrent do Feixe	250	mA
Circunferência	93.2	m
Diâmetro Médio	29.7	m
Rede Magnética	DBA
Simetria da Rede	6
Raio de Curvatura dos Dipolos	2.735	m
Campos dos Dipolos	1.67	T
Número de Diplos	12
Segmentos Retos Livres	4
Comprimento dos Segmentos Retos	2.95	m
Emitância Natural na Energia Máxima	100	nm.rad
Ajuste Betatron Horizontal	5.27
Ajuste Betatron Vertical	4.17
Fequência Síncrotron (na Energia Máxima e Vrf = 500 kV)	25	kHz
Cromaticidade Horizontal Natural	-7.8
Cromaticidade Vertical Natural	-9.5
Fator de Compactação do Momentum	0.0083
Dispersão de Energia	0.281	%
Frequência RF	476.066	MHz
Número Harmônico	148
Período de Revolução	311	ns
Tempo de Amortecimento Horizontal (na Energia Máxima)	7.8	ms
Tempo de Amortecimento Vertical (na Energia Máxima)	7.5	ms
Tempo de Amortecimento Síncrotron (na Energia Máxima)	3.7	ms
Tempo de Vida do Feixe (com e sem correções no acoplamento)	26/17	h
Energia Perdida nos Dipolos a cada volta	114	eV
Potência Irradiada nos Dipolos (a 100 mA)	11.4	kW
Energy Crítica nos Dipolos	2.08	keV

PARÂMETROS DO BOOSTER

Parâmetro	Valor	Unidade
Energia	500	MeV
Energia na Injeção	120	MeV
Circunferência	34	m
Eixo Maior	12.3	m
Eixo Menor	7.9	m
Raio de Curvatura dos Dipolos	1.026	m
Campos dos Dipolos	1.63	T
Número de Dipolos	12
Emitância Natural (na Energia Máxima)	284	nm.rad
Ajuste Betatron Horizontal	2.27
Ajuste Betatron Vertical	1.12
Cromaticidade Horizontal Natural	-2.1
Cromaticidade Vertical Natural	-2.5
Fator de Compactação do Momentum	0.129
Frequêcia RF	476.066	MHz
Número Harmônico	54
Período de Revolução	113.4	ns

UVX