ภาพรวม เครื่องกำเนิดแสงสยาม

ภาพรวม เครื่องกำเนิดแสงสยาม
เครื่องกำเนิดแสงสยาม (Siam Photon Source)เป็นเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนขนาดพลังงาน 1.2 GeV ประกอบด้วยระบบเครื่องเร่งอนุภาคอิเล็กตรอน ทำหน้าที่ผลิตและเร่งพลังงานลำอิเล็กตรอน  และวงกักเก็บอิเล็กตรอนทำหน้าที่กักเก็บลำอิเล็กตรอนพลังงานสูงและผลิตแสงซินโครตรอน

ส่วนประกอบของเครื่องกำเนิดแสงสยาม

1.     ระบบเครื่องเร่งอนุภาคทางตรง หรือ Linear accelerator (LINAC ในภาพ)

2.     ระบบนำส่งอนุภาคพลังงานต่ำ หรือ Low energy beam transport (LBT ในภาพ)

3.     ระบบเครื่องเร่งอนุภาคแบบวงกลม หรือ Booster synchrotron (SYN ในภาพ)

4.     ระบบนำส่งอนุภาคพลังงานสูง หรือ High energy beam transport (HBT ในภาพ)

5.     วงกักเก็บอิเล็กตรอน หรือ Storage ring (STR ในภาพ)

ระบบเครื่องเร่งอนุภาคทางตรง รวมถึงปืนอิเล็กตรอน (Electron gun) ซึ่งเป็นหลอดคาโธด ทำหน้าที่ผลิตอิเล็กตรอน จากนั้นอิเล็กตรอนถูกเร่งพลังงานภายในท่อเร่งพลังงาน (Accelerating tube) ของเครื่องเร่งอนุภาคทางตรงจนมีพลังงาน 40 MeVโดยการเร่งพลังงานอิเล็กตรอน ใช้สนามไฟฟ้าจากคลื่นไมโครเวฟกำลังสูง (ความถี่ 2856 MHz) ซึ่งถูกผลิตจากอุปกรณ์ที่เรียกว่าไครสตรอน (Klystron) และถูกส่งเข้าสู่ท่อเร่งพลังงานของเครื่องเร่งอนุภาคทางตรงผ่านทางท่อนำคลื่น (Wave guide)

ภาพแสดงส่วนประกอบเครื่องเร่งอนุภาคทางตรง (Linear accelerator)

จากนั้น ลำอิเล็กตรอนพลังงาน 40 MeV ถูกนำส่งโดยระบบนำส่งอนุภาคพลังงานต่ำเข้าสู่เครื่องเร่งอนุภาคแบบวงกลม ซึ่งเร่งพลังงานอิเล็กตรอนจาก 40 MeV เป็น 1 GeV โดยใช้สนามไฟฟ้าของคลื่นวิทยุกำลังสูง (ความถี่ 118 MHz) ภายในอุปกรณ์ที่เรียกว่า RF Cavity โดยอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่อยู่ในเครื่องเร่งอนุภาคแบบวงกลม (ระยะเส้นรอบวง 43 เมตร) ประมาณ 4 ล้านรอบ ใช้เวลาประมาณ 0.6 วินาที และถูกเร่งพลังงานขึ้นทีละน้อยเมื่อเคลื่อนที่ผ่าน RF Cavity ในแต่ละรอบ

ภาพเครื่องเร่งอนุภาคแบบวงกลม (Booster synchrotron)

อิเล็กตรอนพลังงาน 1 GeV ถูกนำส่งโดยระบบนำส่งอนุภาคพลังงานสูงเข้าสู่วงกักเก็บอิเล็กตรอน จากนั้นจึงถูกเร่งพลังงานอีกครั้งจนถึงค่าพลังงาน 1.2 GeVและกักเก็บไว้ภายในท่อสุญญากาศของวงกักเก็บอิเล็กตรอนที่มีขนาดเส้นรอบวง 81.3 เมตร เมื่ออิเล็กตรอนพลังงานสูงเลี้ยวโค้งในสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กบังคับเลี้ยว (Bending magnet) ของวงกักเก็บอิเล็กตรอน ก็จะปลดปล่อยแสงซินโครตรอน

ภาพวงกักเก็บอิเล็กตรอน (Storage ring)และกราฟฟิกแสดงแสงซินโครตรอนที่ปลดปล่อยจากแม่เหล็กบังคับเลี้ยว (Bending magnet)

สำหรับรายละเอียดเชิงเทคนิค โปรดดูในหน้า web ของแต่ละส่วนประกอบ

ที่มา  http://www.slri.or.th/th/index.php?option=com_content&view=article&id=27&Itemid=27