होम पेज अतिचालक गुहिकाएँ (कैविटीस) विकास प्रभाग
अतिचालक गुहा विकास के निर्माण के लिए आधारभूत सुविधाएं
राजा रामन्ना प्रगत प्रोद्योगिकी केंद्र ने इंडियन फैसिलिटी फॉर स्पेलेशन रिसर्च (IFSR)) के लिए 1 गीगा इलेक्ट्रान वोल्ट (1 GeV) वाले उच्च ऊर्जा अतिचालक प्रोटॉन/एच ऋण आयन रैखिक त्वरक के अनुसंधान और विकास की गतिविधियों पर एक कार्यक्रम शुरू किया है। सामान्य विद्युत् चालक के पदार्थ से निर्मित गुहा को उच्च कर्तव्य चक्र (ड्यूटी साइकिल) पर संचालन करने पर तापीय भार बहुत बढ़ जाता है। इस तापीय भार के कारण सामान्य चालक रेडियो आवृत्ति गुहा बिना विश्वसनीयता खोए एक निश्चित सीमा से उपर प्रदर्शन नहीं कर पाती है। इसलिए अतिचालक रेडियो आवृत्ति गुहाओं का विकास दुनिया भर की सभी प्रमुख उच्च ऊर्जा प्रोटॉन/एच ऋण आयन रैखिक त्वरक परियोजनाओं के लिए किया जा रहा है I यह अतिचालक रेडियो आवृत्ति गुहाओं की संरचना उच्च ऊर्जा, विद्युत् प्रवाह एवं उच्च विभव त्वरण प्रदान करने के लिए एक महत्वपूर्ण त्वरक प्रौद्योगिकी है I इस प्रभाग द्वारा अतिचालक रेडियो आवृत्ति गुहाओं के विकास, निर्माण, ड्रेसिंग और परीक्षण के लिए आधारभूत सुविधाओ से युक्त भवन का निर्माण किया गया है I राजा रामन्ना प्रगत प्रोद्योगिकी केंद्र में स्थापित प्रमुख सुविधाएं निम्नलिखित हैं:
अतिचालक गुहा निर्माण सुविधा
एससीआरएफ गुहाओं को नाइओबियम का उपयोग करके बनाया जाता है। निर्माता से प्राप्त नाइओबियम शीट की गुणवत्ता की जांच के लिए विस्तृत गुणवत्ता नियंत्रण की आवश्यकता होती है जिसमे गुहिकाओं के निर्माण के पूर्व शीट की सतह पर मौजूद अनियमिताओं (खरोंच, गड्ढों , बाह्य पदार्थ इत्यादि ) की गहन जांच की जाती है। वेल्डिंग के दौरान संदूषण को कम करने के लिए उच्च वैक्यूम में इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग (EBW) मशीन का उपयोग करके गुहा भागों को एक साथ जोड़ा जाता है। इस उद्देश्य के लिए एससीडीडी में पंद्रह किलोवाट इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग मशीन स्थापित और कमीशन की गई है।
पंद्रह किलोवाट इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग मशीन
अतिचालक गुहा परीक्षण सुविधा
1.तापमान मानचित्रण के लिए तापमापी प्रणाली (थर्मोमेट्री सिस्टम)
अतिचालक गुहाओं का कार्यात्मक प्रदर्शन विभिन्न तंत्र (जैसे; थर्मल ब्रेकडाउन, मल्टीपैक्टिंग, फील्ड उत्सर्जन आदि) द्वारा सीमित हो जाता है। ये तंत्र उच्च विभव (Eacc) वाली गुहाओं के संचालन में प्रमुख समस्या उत्पन्न करते हैं । अतिचालक गुहा के कार्यात्मक प्रदर्शन को सीमित करने वाले इन तंत्रों को समझने के लिए एक सिलिकॉन डायोड आधारित तापमापी प्रणाली को विकसित किया गया है । इस तापमापी प्रणाली को अतिचालक रेडियो आवृत्ति गुहाओं की बाहरी दीवार के मध्य क्षेत्र पर लगाया जाता है I इस तापमापी प्रणाली को 2 केल्विन ( 2K ) तापमान पर व्ही टी एस सुविधा में अतिचालक रेडियो आवृत्ति गुहाओं का शीत परीक्षण करते समय नियमित रूप से परिचालन किया जाता है। शीत परिक्षण (कोल्ड टेस्टिंग) के दौरान जब गुहा को रेडियो आवृत्ति विद्युत शक्ति से आवेशित किया जाता है तब इस गुहा के निर्माण के दौरान आयी त्रुटियों के कारण उष्मीय क्षेत्रों का निर्माण होता है जिसे इस गुहा पर लगे तापमापी प्रणाली द्वारा चिन्हित किया जाता है I इन चिन्हित क्षेत्रों की अंदरूनी सतह को सामान्य तापमान पर सूक्ष्मदर्शी अवलोकन के बाद त्रुटि का प्रकार सुनिश्चित कर सुधार किया जाता है I एससीआरएफ गुहाओं के व्ही टी एस परीक्षण के दौरान थर्मोमेट्री प्रणाली को नियमित रूप से 2K तापमान पर उपयोग में लिया जाता है।
व्ही टी एस सुविधा में तापमापी प्रणाली से युक्त 650 मेगा हर्ट्ज (MHz) β = 0.92 पांच सेल गुहा
व्ही टी एस पर 1.3 GHz, β=1 सिंगल सेल नाइओबियम गुहा के साथ तापमापी प्रणाली
अतिचालक पदार्थ विशलेषण सुविधा
1.नाइओबियम के "अवशिष्ट प्रतिरोधकता अनुपात" (रेसिडयुअल रेजिस्टीविटी रेश्यो ) का मापन
नाइओबियम पदार्थ के "अवशिष्ट प्रतिरोधकता अनुपात" (रेसिडयुअल रेजिस्टीविटी रेश्यो ) को मापने के लिए एक सुविधा विकसित की गई है। यह सुविधा विभिन्न स्रोतों से प्राप्त अतिचालक रेडियो आवृत्ति गुहाओं के विकास एवं निर्माण में लगने वाले नाइओबियम पदार्थ के विशलेषण एवं उपयुक्तता जाँच, विभिन्न निर्माण चरणों (जैसे; फॉर्मिंग, वेल्डिंग, केमिकल ट्रीटमेंट,सेन्ट्रीफ्यूगल बैरल पाँलिशिंग इत्यादि) का पदार्थ की गुणवत्ता पर होने वाले प्रभाव के विशलेषण एवं निगरानी के लिए बहुत उपयोगी एवं आवश्यक है। यह अवशिष्ट प्रतिरोधकता अनुपात का मापन सुविधा स्व-विकसित है एवं यह नियमित रूप से कार्यरत है। इस सुविधा को FNAL और CERN से प्राप्त नाइओबियम के स्टैण्डर्ड सेम्पल्स (नमूनों) के साथ कैलिब्रेशन किया गया है I
एस आर एफ कैविटी ड्रेसिंग इंफ्रास्ट्रक्चर
गुहा ड्रेसिंग के लिए एक महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे की आवश्यकता होती है जिसे वातावरण-नियंत्रित वेल्डिंग ग्लोव बॉक्स के रूप में जाना जाता है। ग्लोव बॉक्स एएसएमई बॉयलर और प्रेशर वेसल कोड को पूरा करने वाले सर्वोत्तम गुणवत्ता वाले टीआईजी वेल्ड के लिए वातावरण प्रदान करता है। ग्लोव बॉक्स में 6 व्यूइंग विंडो के साथ कैविटी को विभिन्न स्थानों से वेल्डिंग के लिए 12 ग्लोव पोर्ट हैं। इस वेल्डिंग ग्लोव बॉक्स को हाल ही में आरआरकैट में स्थापित किया गया है, जिसमे ऑक्सीजन स्तर <10 पीपीएम और सापेक्ष आर्द्रता (आरएच) स्तर <2% प्राप्त किया है जो आवश्यक स्तर काफी बेहतर है। यह ड्रेस्ड एसआरएफ कैविटी के विकास की दिशा में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर है।
नियंत्रित वातावरण वेल्डिंग ग्लोव बॉक्स
इसके अलावा एक विशेष रूप से डिजाइन की गई इंसर्शन बेंच जिसे मीडियम बर्था भी कहा जाता है, विकसित की गई है जो ग्लोव बॉक्स में लोड करने से पहले विभिन्न ड्रेसिंग घटकों और कैविटी के उचित संरेखण के लिए महत्वपूर्ण है।
संरेखण और संयोजन फिक्सचर- 'मीडियम बर्था'
एस सीआरएफ कैविटी की ड्रेसिंग:
व्हीटीएस (वर्टिकल टेस्ट स्टैंड) में 'बेयर' फाइव-सेल एससीआरएफ कैविटी की प्रारंभिक योग्यता के बाद, कैविटी को जैकेट या हीलियम वेसल, एन्ड कैप और बेलो के साथ तैयार किया जाता है। हाल ही में, RRCAT द्वारा एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर हासिल किया गया, जब पहली HB650-501 फाइव-सेल SCRF कैविटी की 'जैकेटिंग' सफलता पूर्वक की गई।
एससीआरएफ कैविटी ड्रेसिंग के लिए महत्वपूर्ण तकनीकी आवश्यकताओं में मल्टी-सेल एससीआरएफ कैविटी फील्ड फ्लैटनेस के क्षरण को रोकना और धीमी ट्यूनर की सीमा के भीतर कैविटी फ़्रीक्वेंसी को बनाए रखना शामिल है, इसके लिए "फ़्रीक्वेंसी मॉनिटरिंग और अलार्म सिस्टम” को डिज़ाइन और विकसित किया गया है।
| |
कैविटी ड्रेसिंग करते हुए | कैविटी ड्रेसिंग का समापन |
HB650 β = 0.92 फाइव-सेल SCRF कैविटी की सफल ड्रेसिंग दुनिया में पहली बार RRCAT में पूरी की गई है। अब, इस ड्रेस्ड कैविटी को RRCAT की HTS सुविधा में 2K पर उच्च शक्ति परीक्षण के लिए तैयार किया जा रहा है।
| 
