Parte del equipo involucrado en la instalación de XAIRA, reunidos en la cabina de control de la línea de luz para ver el primer haz atravesando la parte óptica.
Cerdanyola del Vallès, 25 de octubre 2022 El pasado 22 de julio se abrió el obturador de la línea (el elemento que conecta el anillo de almacenamiento del acelerador con la línea de luz, ubicado dentro del propio túnel) para transferir la luz de sincrotrón a la cabina óptica. Esta parte es la responsable de filtrar los rayos X presentes en la luz de sincrotrón y de transportarlos y focalizarlos en la muestra a estudiar. XAIRA, particularmente, utiliza un dispositivo de inserción como fuente de luz: un ondulador en el vacío de 2,3m de largo.
El primer elemento de la parte óptica es el primer espejo de focalización horizontal (HPM), situado dentro de la cabina óptica. Se usa para absorber alrededor de la mitad de la potencia de la luz de sincrotrón y provee una primera focalización horizontal del haz.
La puesta en marcha se produjo a las 7 de la mañana utilizando una corriente inicialmente muy baja (1 mA) en el anillo de almacenamiento para probar el sistema a baja potencia. Al iluminar los elementos ópticos con el haz de fotones, estos cogen su potencia y empiezan a emanar las especies químicas adsorbidas en su superficie (agua, nitrógeno, …), de manera que se empeora el vacío en la cámara. Siguiendo el plan de puesta en marcha, se aumentó lentamente la corriente que circulaba por el anillo de almacenamiento a la vez que se comprobaba que la temperatura y la presión de los elementos ópticos dentro de las cámaras de vacío se mantuvieran dentro de límites aceptables, hasta alcanzar una corriente nominal de 250 mA en el anillo.
Una vez conseguido esto, era necesario configurar el dispositivo de inserción con los valores nominales de la línea de luz. Esto se realizó manteniendo la corriente del anillo acelerador a 250 mA y aumentando la potencia cerrando gradualmente el espacio entre las dos mandíbulas del ondulador –las matrices magnéticas que desvían la trayectoria del haz de electrones– desde un valor inicial de 30 mm hasta un valor final de 5,5 mm, próximo al límite del instrumento, produciendo una potencia de alrededor de 4 kW en unos pocos milímetros cuadrados. Este procedimiento de reducción del espacio del ondulador también aumenta el número de fotones, especialmente en el rango de los rayos X que se utilizarán en los experimentos que se harán en XAIRA. Esta tarea tomó la mayor parte de los dos días que duró la puesta en marcha. Esto se debe a que, al aumentar la potencia, el efecto de emanación de gases de los elementos ópticos lleva a una pérdida de vacío, lo cual necesita cierto tiempo para ser compensado por las bombas instaladas en las cámaras de vacío para este fin.
El haz de luz reflejado por el HPM fue detectado por una pantalla de monitoreo de fluorescencia ubicada más adelante en la dirección del haz. Este diagnóstico del haz consiste en una cámara donde se visualiza una pantalla hecha de diamante, el único material capaz de soportar la potencia que recibe, que brilla con la radiación. De esta manera, el haz se detecta como un gran punto luminiscente en la pantalla. Su forma y tamaño vinieron dadas por las rendijas colocadas entre el obturador de línea y el HPM, que definen el haz.
Izquierda: haz en la primera pantalla de monitoreo de fluorescencia. Derecha: primera observación del haz con una corriente de 250 mA y con el espacio del ondulador completamente abierto. El haz se observó con una apertura de 25 mm tras centrar las rendijas con el eje del haz.
Utilizando los valores de intensidad obtenidos del monitoreo de radiación, se centraron las rendijas respecto al eje del haz de fotones. De esta manera se puede asegurar que la parte central de la distribución de potencia (la usada en los experimentos) no es bloqueada por las rendijas y puede alcanzar el espejo y la parte óptica posterior.
A partir de estos datos de la puesta en marcha se realinearon todos los elementos de la cabina óptica para ajustarse mejor a la trayectoria real del haz.
Ahora, el equipo del XAIRA está trabajando en el alineamiento del haz en el monocromador con la ayuda de una segunda pantalla de monitoreo de fluorescencia ubicada posteriormente. Siguiendo este exitoso camino iniciado por este primer hito, el siguiente será llevar el haz de fotones a la cabina experimental. XAIRA será la 10ª línea de luz del Sincrotrón ALBA y se espera que reciba sus primeros usuarios hacia finales del 2023.
Este proyecto está cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) dentro del Programa Operativo Plurirregional de España (anterior de Crecimiento Inteligente) 2014-2020.
