طراحي شبكه الكترومغناطيس با گسيلندگي بسيار كم براي حلقه انبارش چشمه نور ايران

دكتري

چكيده در اين پايان¬نامه با طراحي اپتيك (شبكه الكترومغناطيس) حلقه انبارش چشمه نور ايران، عملكرد آن در حضور انواع خطاها و اختلال¬ها بررسي شده است. براي رسيدن به گسيلندگي افقي بسيار كم، اپتيك حلقه انبارش بر اساس شبكه الكترومغناطيس تك فام دوقطبي چندگانه با تعداد مغناطيس دوقطبي 5 تايي طراحي شده است. با انتخاب چنين شبكه¬¬اي، حلقه انبارش چشمه نور ايران داراي محيط 528 متر و گسيلندگي افقي 270 پيكومتر راديان است كه قادر خواهد بود فوتونهايي را با درخشندگي 1×10^21 [((photons/s)/〖mm〗^2 )/〖mrad〗^2 /0.1BW%] براي طيف وسيعي از پژوهشگران و محققان فراهم كند. براي كاهش بيشتر گسيلندگي از مغناطيس¬هاي دوقطبي گراديان دار كه همزمان مولفه ميدان مغناطيسي دوقطبي و چهار قطبي را دارند استفاده شده است. به علت آنكه گسيلندگي شبكه بيشتر با گسيلندگي شبكه سلول واحد معين مي¬شود، مقدار گراديان مغناطيس-هاي چهار قطبي و دو قطبي با توجه به فرايند بهينه سازي براي رسيدن به كمترين گسيلندگي ممكن شبكه مشخص شدند. براي بهينه سازي حركت غيرخطي الكترونها، از حل هاميلتوني حركت الكترونها در حضور ميدانهاي غير خطي استفاده شد. با استفاده از روش اختلال، يك توزيع بهينه براي شدت و مكان قرارگيري شش قطبي¬هاي مختلف طوري به دست آمد كه حركت باريكه الكتروني حداقل تا دامنه تزريق الكترونها به داخل حلقه انبارش آشوبناك نباشد. براي انجام اين كار از روش ردگيري ذرات و تحليل نگاشت فركانس حركت الكترونها استفاده شد. با استفاده از الگوريتم SVD، اختلال مسير بسته الكترونهاي كه در اثر ميدان دوقطبي حاصل از خطاهاي همراستايي و خطاي ميدان به وجود مي¬آيند اصلاح و به مقادير قابل قبول كاهش داده شد. همچنين با توجه به اينكه خطاهاي همراستايي و ميدان تاثير چشمگيري روي اپتيك غيرخطي باريكه و در نتيجه كاهش ناحيه پايداري الكترونها دارند از روش محاسبه مستقيم ناحيه پايداري و تحليل نگاشت فركانسي براي شناسايي تشديد¬هاي تحريك شده و بررسي اثر خطاهاي مختلف روي ميزان تحريك پذيري آنها استفاده شد. براي مطالعه و محاسبه تاثيرات اثرات جمعي الكترونها روي پايداري باريكه در داخل¬ حلقه انبارش از ردگيري 6 بعدي ذرات استفاده شد. به منظور بررسي عملكرد شبكه طراحي شده، پاره¬اي از ناپايداريها كه ناشي از اندركنش الكترون با محيط هستند مورد مطالعه قرار گرفتند. تابش سنكروتروني همدوس و مدهاي جفت شده عرضي دو ناپايداري بودند كه به صورت تحليلي مورد بررسي قرار گرفته¬ و آستانه ناپايداري براي هر كدام ار آنها به دست آمد. تزريق باريكه به داخل حلقه انبارش چشمه نور ايران با استفاده از دو روش مطالعه و شبيه سازي شد. روش اول كه روش متداول براي تزريق باريكه است از چهار ضربه زن دوقطبي براي تزريق به داخل حلقه انبارش استفاده شد. روش دوم كه اخيرا در چشمه¬هاي نور مختلف به كار گرفته مي¬شود استفاده از ضربه زن چند قطبي غير خطي است. با مطالعه ديناميك باريكه فرايند تزريق، تلورانس¬هاي لازم براي ميدان و شكل پالس ضربه¬زنها (دقت منابع تغذيه)، عملكرد مغناطيس سپتوم، ميزان تقدم و تاخر زماني و عدم تطابق انرژي باريكه تزريق شده به دست آمد.

193594

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر محمود ملاباشي

فيزيك اتمي مولكولي

دكتر مسعود جزايري