|
इंडस त्वरक के लिए चुम्बकों का हालिया विकास:
(i) इंडस -2 की बीम-कक्षा की तेज फीडबेक प्रणाली के लिए फास्ट करेक्टर चुम्बकों (FCM) का विकास:
इंडस-2 में सिंक्रोट्रॉन उपयोगकर्ताओं को वैज्ञानिक प्रयोगों के लिए स्थिर फोटॉन बीम की आवश्यकता होती है जिसमें बीम स्थिति की स्थिरता की विशिष्ट आवश्यकता इलेक्ट्रॉन बीम के r.m.s आकार का 10% होती है। इस स्थिरता की आवश्यकता DC से 100 Hz तक सीमा में बीम की कक्षा में गड़बड़ी के सुधार की मांग करती है। इसलिए अल्पकालिक गड़बड़ी (कम आवृत्ति से उच्च आवृत्ति 100 Hz तक) के सुधार के लिए उच्च बैंडविड्थ वाले कुल 40 संयुक्त फ़ंक्शन करेक्टर चुम्बक विकसित किए गए हैं। इन तीव्र करेक्टर चुम्बकों में ±15 A DC पर ≥ 50 µrad की किक-शक्ति है। इंडस-2 के फास्ट ऑर्बिट फीडबैक सिस्टम के लिए चुम्बकों का विवरण नीचे दिया गया है।
|
चित्र 89: इंडस-2 के बीम की कक्षा में सुधार के
|
चित्र 90: इंडस -2 रिंग में सीमित स्थान पर SS बेलो पर स्थापित फास्ट करेक्टर चुंबक
|
|
चित्र 91: विद्युत धारा के साथ फास्ट करेक्टर चुंबक की
इंटीग्रल फील्ड स्ट्रेंथ (DC)
|
चित्र 92: विद्युत धारा के साथ फास्ट करेक्टर चुंबक की कोणीय किक ताकत (DC)
|
प्रारंभिक तेज कक्षा की स्थानीय सुधार परिणाम उत्साहजनक हैं जो इंडस-2 में ऊर्ध्वाधर में 3 मिमी तक बीम की कक्षा भिन्नता को सही करते हैं।
ii) इंडस -2 के लिए संयुक्त फंक्शन हार्मोनिक सेक्स्टुपोल चुंबकों का विकास:
मौजूदा क्रोमैटिक सिक्सटुपोल चुंबक द्वारा प्रेरित गैर-रैखिकता को दबाकर, डायनामिक एपर्चर में सुधार करने के लिए हार्मोनिक सेक्स्टुपोल (HS) चुंबक की आवश्यकता है। इंडस-2 में जगह की कमी के कारण, क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर द्विध्रुवीय और skew क्वाड्रूपोल घटकों को उत्पन्न करने के लिए अतिरिक्त वाइंडिंग के साथ 32 कॉम्पैक्ट संयुक्त फ़ंक्शन हार्मोनिक सेक्स्टुपोल चुंबक डिजाइन और विकसित किए गए। इन चुंबको में एकीकृत चुंबकीय क्षेत्र हार्मोनिक सेक्स्टुपोल के लिए 17 T/m और skew क्वाड्रूपोल घटकों के लिए 0.1 T है। और बंद कक्षा बीम सुधार के लिए क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर स्टीयरिंग के लिए 1.6 mrad किक देने की क्षमता है।
|
चित्र 93: हार्मोनिक सेक्स्टुपोल मैग्नेट में सेक्स्टुपोल, skew
क्वाड्रूपोल, क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर चुंबकीय क्षेत्रों के कॉइल
|
चित्र 94: घूमते हुए कॉइल पर चुंबक का लक्षण वर्णन हार्मोनिक बेंच
|
|
चित्र 95: चुंबक की एकीकृत सेक्स्टुपोल ताकत w.r.t विद्युत धारा
|
चित्र 96: 170.15A विद्युत धारा पर केवल सेक्स्टुपोल उत्तेजना के लिए r = 32 मिमी पर एकीकृत गुणक
|
चुंबक में मापी गयी प्रत्येक चुंबकीय क्षेत्र घटक की एकीकृत शक्ति
| Field component
| Current (A)
| Integrated strength at r=32mm |
| Sextupole
| 170.15
| 17.58 T/m |
| Skew QP
| -10.0
| 0.1036 T |
| Horizontal Steering
| -9.872
| -1.44E-02T-m (1.72 m rad at 2.5 GeV) |
| Vertical Steering
| -10.0
| 1.39E-02 T-m, (1.668 m rad at 2.5 GeV) |
iii) इंडस - 2 के लिए ऊर्ध्वाधर पिंजर चुंबक:
पिंजर चुंबक एक बीम नैदानिक उपकरण है जो इलेक्ट्रॉन पुंज में दोलन उत्पन्न करके उसके रैखिक और अरैखिक गतिकी की जांच करता है। एक ऊर्ध्वाधर पिंजर चुंबक की डिजाइन और विकास किया गया तथा उसके चुंबकीय क्षेत्र के मापन के बाद दिसंबर 2019 में उसे इंडस-2 के SS -7 में स्थापित किया गया ( चित्र 97)। इस चुंबक की ज्यामिति खिड़की जैसी है। इसमें एकल फेरे वाली तांबे की कुंडली लगी है तथा उच्च आवृत्ति Ni-Zn फेराइट से बना कोर है। 6.5 kA शिखर मान वाली स्पंदित धारा देने पर यह चुम्बक 650 गॉस के शिखर मान वाला तथा 960 ns की चौड़ाई वाला अर्ध-साइन आकार का चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है, जो इलेक्ट्रॉन बीम को ऊर्ध्वाधर दिशा में 2 mrad से विक्षेपित करने में सक्षम है।
चित्र 97: इंडस-2 में स्थापित ऊर्ध्वाधर पिंजर चुंबक (बाएं) और ध्रुव अंतराल में मापी गई चुंबकीय क्षेत्र एकरूपता (दाहिने)।
iv) 2.5 मीटर लंबे प्रोटोटाइप प्लैनर स्थायी चुम्बक अनडुलेटर का विकास:
iv) पूर्व-प्रोटोटाइप प्लैनर स्थायी चुम्बक अनडुलेटर का विकास:
एक 56 मिमी पिरियड वाला लगभग 500 मिमी लंबाई का पूर्व-प्रोटोटाइप प्लैनर स्थायी चुम्बक अनडुलेटर विकसित किया गया है। एनडीएफईबी के उच्च चुम्बकिय क्षेत्र वाले स्थायी चुम्बक ब्लॉकों को अनडुलेटर के दो क्षैतिज जबड़ों पर विधिवत् लगाया गया है, जो चित्र 100 में दिखाया गया है। असेम्बली करने के बाद इस अनडुलेटर के चुंबकीय क्षेत्र का मापन किया गया। माप के परिणाम डिजाइन विनिर्देशों को पूरा करते हैं।
चित्र 98: पूर्व-प्रोटोटाइप प्लैनर स्थायी चुम्बक अनडुलेटर
v) 2.5 मीटर लंबे प्रोटोटाइप प्लैनर स्थायी चुम्बक अनडुलेटर का विकास:
2.5 मीटर लंबे प्रोटोटाइप स्थायी चुंबक प्लैनर अनडुलेटर के विकास का कार्य अन्तिम अवस्था में है। इस अनडुलेटर की यांत्रिक सपोर्ट संरचना में दो क्षैतिज जबड़े हैं जिन पर स्थायी चुम्बक ब्लॉक असेम्बल किए जाएंगे। इसके जबड़ों को उर्ध्वाधर दिशा में अत्यधिक यथार्थता के साथ खिसकाकर इनके बीच के अवकाश को 5 मिमी से लेकर 200 मिमी तक कितना भी नियत किया जा सकता है ताकि आवश्यक चुम्बकीय क्षेत्र प्राप्त किया जा सके। इसके लिए इसमें एक सटीक गैप-ड्राइव-प्रणाली लगाया गया है। गैप-ड्राइव प्रणाली में सर्वो मोटर, लीनियर गाइड, एनकोडर, लिमिट स्विच, संबद्ध नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स आदि शामिल हैं। इस अनडुलेटर को चित्र 101 में दिखाया गया है।
चित्र 99: 2.5 मीटर लम्बे प्रोटोटाइप स्थायी चुम्बक प्लैनर अनडुलेटर की यांत्रिक सपोर्ट संरचना
vi) इंडस - 2 के लिए क्षैतिज पिंजर चुंबक:
पिंजर चुंबक (क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर) बीम-नैदानिक उपकरण हैं जो कण त्वरक की बीम गतिकी के विभिन्न प्राचलों को मापने के काम आते हैं। एक क्षैतिज पिंजर चुंबक का डिजाइन और विकास किया गया। इसके चुंबकीय क्षेत्र के मापन और अभिलक्षणन के बाद दिसंबर 2021 में इसे इंडस-2 के LS-4 में स्थापित किया गया है (चित्र 100) । इस चुंबक का चुंबकीय क्षेत्र 1μs से कम चौड़ाई वाला आधा साइनसोइडल स्पंद है। चुंबक का अधिकतम क्षेत्र समाकल ( ʃ B.dl) 130 गॉस-मीटर है। इसको 2.7 kA शिखर मान वाली स्पंदित धारा देने पर यह बीम को क्षैतिज दिशा में 1.5 mrad विक्षेपित करेगा। ध्रुव की चौड़ाई और ऊंचाई की दिशा में स्पंदित चुंबकीय क्षेत्र की एकरूपता 2 x 10-3 से बेहतर है।
चित्र 100: इंडस-2 में स्थापित क्षैतिज पिंजर चुंबक
|
