研究・応用のための小型線形加速器
.jpg/1280px-Compact_Linear_Accelerator_for_Research_and_Applications_(CLARA).jpg) ダーズベリー研究所にあるCLARA加速器のフェーズ1 | |
| 一般的な特性 | |
|---|---|
| アクセラレータタイプ | 線形加速器 |
| ビームタイプ | 電子 |
| 梁の特性 | |
| 最大エネルギー | 250MeV |
| 最大電流 | 400 A |
| 最大輝度 | >1x10¹² W/m²/sr [ 1 ] |
| 物理的特性 | |
| 長さ | 90メートル |
| 位置 | チェシャー、イギリス |
| 座標 | 北緯53度20分35秒、西経2度38分26秒 / 北緯53.342927度、西経2.640675度 / 53.342927; -2.640675 |
| 機関 | ダーズベリー研究所 |
| 運行日 | 2016年 - 現在 |
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研究・応用のための小型線形加速器（CLARA ）は、ダーズベリー研究所の科学利用施設です。現在、電子ホールで建設中の 電子線形加速器（リニアック）です。
CLARAは3つのフェーズで構成されています。フェーズ1は運用中で、50 MeVのエネルギーと250 pCを超えるビーム電荷を達成しています。フェーズ2はオフラインで構築され、 100 Hzの繰り返し率で最大250 MeVの総設計エネルギー、250 pCのビーム電荷 を供給する3台の線形加速器で構成されています。2025年4月2日、CLARAはフェーズ2を通じて、60 pCのビーム電荷で250 MeVのフル設計エネルギーを達成しました。フェーズ2には、プラズマ航跡場加速を検討するビームラインであるフルエネルギービーム活用（FEBE）アークも含まれており、高エネルギー実験のためにビームを約2 GeVのエネルギーまでブーストします。[ 2 ]フェーズ3は、 X線自由電子レーザー（X-FEL）建設のための将来的な拡張です。この100 nmのX-FELは、英国のXFELプロジェクトに関連しています。[ 3 ]
歴史
2008年に廃止プロセスが開始されたシンクロトロン放射光源（SRS）は、電子ホールと外部ホールに新しい加速器を建設するためのスペースを確保しました。ブースターリングバンカーは撤去され、小型電子ビーム施設に置き換えられ、リニアックバンカーはリニアック試験施設（LTF）として再利用されました。
複数のSRSエンドステーションとビームラインは、以前は電子ホールに設置されていましたが、2011年末に電子ビーム試験施設（EBTF）の建設が開始されました。バンカーは2011年半ばから2012年半ばにかけて建設され、ビームラインと加速器コンポーネントは2012年末に設置されました。2013年までにEBTFは多用途電子線形加速器（VELA）となり、CLARAの概念設計報告書は2013年7月に発表されました。[ 4 ] VELAは2013年に稼働を開始し、複数の産業界および学術機関のユーザーグループに高品質の電子ビームを提供しました。[ 5 ]
2015 年に、CLARA が VELA ビームラインの一部として設置され、同じRFおよびレーザーインフラストラクチャを共有することが発表されました。
2016年にCLARAの建設工事が開始され、SRSブースターからストレージへの転送ラインが設置された場所に銃口が配置され、残りの加速器部分はホールの全長にわたって設置されました。フェーズ1は2017年に稼働を開始し、VELAと共に科学研究用の高エネルギー電子ビームを供給しました。CLARAの最初のビームは2017年11月16日に48MeV /cのエネルギーで照射されました。[ 6 ]
2025年4月2日、CLARAは設計エネルギー250MeVを達成しました。このビームは、2号、3号、4号線形加速器を用いて100Hzの高繰り返しモードで生成され、複数のファラデーカップで測定されたバンチ電荷は60pCでした。
プロパティ
CLARAは全長90mで、4台の線形加速器から構成されており、電子の運動量は全長にわたって変化します。線形加速器1は約35MeV/c、線形加速器2は約125MeV/c、線形加速器3は約200MeV/c、第4高調波空洞は約180MeV/c、線形加速器4は約250MeV/cです。各線形加速器には、それぞれ高出力クライストロンと変調器が直上の部屋に設置されています。
CLARAにはいくつかの動作モードがある。[ 7 ]
| モード | ||||
|---|---|---|---|---|
| パラメータ | フラット – シード | 超短 – シングルスパイクSASE | ショート – ハイ- 明るさSASE | 長さ - |
| エネルギー | 240MeV | 240MeV | 150～240MeV | 150～240MeV |
| パルス持続時間 | 250 fsの平坦領域 | 50 - 35 fs FWHM | 585 fs FWHM | 1.875 ps FWHM |
| 充電 | 250 pC | 25～50pC | 250 pC | 250 pC |
| ピーク電流 | 400 A | 500 - 1500 A | 400 A | 125 A |
| 標準放射率 (mm-mrad) | 0.5（目標） 1.0（最大） | 1.0（ターゲット） 1.5（最大） | 0.5（目標） 1.0（最大） | 0.5（目標） 0.8（最大） |
| RMSエネルギー 拡散（keV） | 25（ターゲット） 100（最大） | 100（ターゲット） 150（最大） | 25（ターゲット） 120（最大） | 25（ターゲット） 75（最大） |
参考文献
- ^ 「CLARA試験施設における第2モーメント解析を用いた光ビーム品質解析」第38回国際自由電子レーザー会議、2017年、ISBN 978-3-95450-179-3。
- ^ Angal-Kalinin, D.; Bainbridge, AR; Jones, JK; Pacey, TH; Saveliev, YM; Snedden, EW (2022). 「CLARAにおける全エネルギービーム利用（FEBE）ビームラインの設計」（PDF） .第31回国際線形加速器会議. JACoW Publishing. ISBN 978-3-95450-215-8. ISSN 2226-0366 .
- ^ 「ASTEC UK XFEL」 . www.astec.stfc.ac.uk . 2024年11月19日閲覧。
- ^ Clarke, JA; et al. (2013年7月). 「CLARA概念設計報告書」(PDF) .科学技術施設評議会. 9 (5) T05001. 加速器科学技術センター (ASTeC). Bibcode : 2014JInst...9.5001C . doi : 10.1088/1748-0221/9/05/T05001 .
- ^ "ASTEC VELA" . www.astec.stfc.ac.uk . 2024年11月18日閲覧。
- ^ 「ASTEC初の加速ビームがLinac 1を通過」 www.astec.stfc.ac.uk 2024年11月19日閲覧。
- ^ Clarke, Jim (2017年3月9日). 「CLARA施設」(PDF) . STFC Daresbury Laboratory & the Cockcroft Institute : 11 – via CERN.
外部リンク
