Синхротронное излучение в спектроскопии. Михайлин В.В. - 37 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

- 36 -
1.4.
Экспериментальные установки в каналах
СИ
Первый канал СИ на синхротроне С-60. Опишем пер-
вый в стране вакуумный спектроскопический канал СИ,
созданный в 1968 г. совместно МГУ и ФИАНом на син-
хротроне С-60 [17].
Ускоритель ФИАН С-60 имеет четыре поворотных магнита с углом
поворота 90° [18]. Средний радиус кривизны орбиты в секторах R
0
= 2
м, секторы разделены прямолинейными промежутками длиной а = 0,53
м. Приведенная длина прямолинейных промежутков Λ = 4α/2πR
0
=
0,169. Частота обращения электронов по орбите 20,45 МГц, что соот-
ветствует периоду 49 нc. Ускоритель С-60 работает в квазинакопи-
тельном режиме с периодом повторения циклов ускорения 6 с. Через
0,7 с после начала ускорения электроны достигают энергии 577 МэВ и
в течение 0,5 с вращаются на орбите с этой энергией в накопительном
режиме, после чего следует сброс электронов на мишень.
Число электронов в обычном рабочем режиме 3–5·10
10
(макси-
мальное 10
11
), что соответствует току 100—150 мА (максимум 300
мА). Электроны на орбите вращаются в виде одного сгустка, создаю-
щего световой импульс почти гауссовой формы длительностью 7 не
(на полувысоте). Односгустковый режим удобен для проведения вре-
менных измерений в наносекундном диапазоне. Поперечное сечение
сгустка представляет собой эллипс, вытянутый по горизонтали, с раз-
мерами 10 мм по горизонтали и 3 мм по вертикали. При энергии элек-
тронов 577 МэВ критическая длина волны λ
c
= 4лR
0
/3γ
-3
=
5,8 нм. Максимум кривой спектральной плотности потока квантов СИ
расположен при 0,75 λ
с
. Для количества электронов на орбите 10
11
спектральная плотность потока СИ в области длин волн 1—100 нм
превышает 10
14
фотон/(с·нм·мрад) и сохраняется на уровне более 10
12
фотон/(с·нм·мрад) в спектральной области 0,8 нм ≤ λ ≤ 1000 нм, т. е. от
рентгеновской до инфракрасной. Реальные характеристики СИ уско-
рителя несколько отличаются от расчетных для моноэнергетического
электрона из-за колебаний электронов около равновесной орбиты, что
приводит к размытию электронного сгустка и сильно влияет на угло-
вые характеристики СИ. Можно отметить, что наиболее существенно
колебания электронов сказываются при λ≤300 нм, однако при λ>10 нм
колебания электронов уменьшают поток фотонов не более чем на 10%. 
  1.4. Экспериментальные установки в каналах
СИ
   Первый канал СИ на синхротроне С-60. Опишем пер-
вый в стране вакуумный спектроскопический канал СИ,
созданный в 1968 г. совместно МГУ и ФИАНом на син-
хротроне С-60 [17].
    Ускоритель ФИАН С-60 имеет четыре поворотных магнита с углом
поворота 90° [18]. Средний радиус кривизны орбиты в секторах R0 = 2
м, секторы разделены прямолинейными промежутками длиной а = 0,53
м. Приведенная длина прямолинейных промежутков Λ = 4α/2πR0 =
0,169. Частота обращения электронов по орбите 20,45 МГц, что соот-
ветствует периоду 49 нc. Ускоритель С-60 работает в квазинакопи-
тельном режиме с периодом повторения циклов ускорения 6 с. Через
0,7 с после начала ускорения электроны достигают энергии 577 МэВ и
в течение 0,5 с вращаются на орбите с этой энергией в накопительном
режиме, после чего следует сброс электронов на мишень.
    Число электронов в обычном рабочем режиме 3–5·1010 (макси-
мальное 1011), что соответствует току 100—150 мА (максимум 300
мА). Электроны на орбите вращаются в виде одного сгустка, создаю-
щего световой импульс почти гауссовой формы длительностью 7 не
(на полувысоте). Односгустковый режим удобен для проведения вре-
менных измерений в наносекундном диапазоне. Поперечное сечение
сгустка представляет собой эллипс, вытянутый по горизонтали, с раз-
мерами 10 мм по горизонтали и 3 мм по вертикали. При энергии элек-
тронов 577 МэВ критическая длина волны λc = 4лR0/3γ-3 =
5,8 нм. Максимум кривой спектральной плотности потока квантов СИ
расположен при 0,75 λс. Для количества электронов на орбите 1011
спектральная плотность потока СИ в области длин волн 1—100 нм
превышает 1014 фотон/(с·нм·мрад) и сохраняется на уровне более 1012
фотон/(с·нм·мрад) в спектральной области 0,8 нм ≤ λ ≤ 1000 нм, т. е. от
рентгеновской до инфракрасной. Реальные характеристики СИ уско-
рителя несколько отличаются от расчетных для моноэнергетического
электрона из-за колебаний электронов около равновесной орбиты, что
приводит к размытию электронного сгустка и сильно влияет на угло-
вые характеристики СИ. Можно отметить, что наиболее существенно
колебания электронов сказываются при λ≤300 нм, однако при λ>10 нм
колебания электронов уменьшают поток фотонов не более чем на 10%.



                                - 36 -

Страницы