BEATS2 BEAm line from Thomson Source ai Laboratori di F rascati

Consiglio di Sezione 6 luglio 2010

BEATS2BEAm line from

Thomson Source ai Laboratori di Frascati

Coordinatore nazionale M. Gambaccini (FE)Sezioni: FE, PI, MI, CA(SS), BA, TS, LNF,MI, RM1


Il prototipo della Thomson back scattering Source (TS) sarà realizzata in parallelo al progetto SPARC e alla messa in funzione del laser FLAME.

Un fascio di elettroni verrà accelerato dal LINAC di SPARC fino ad un’energia fra 30-150 MeV, in pacchetti che trasportano una carica di 1 nC, di durata di circa 3 ps (rms) e focalizzati nel punto di collisione su uno spot di 15 μm (rms).

Questi elettroni verranno fatti interagire in collisione frontale con i fotoni del laser FLAME di alta potenza (300 TW) del progetto PLASMONX◦ 800nm, 6 J, Ti:Sapphire, 6 ps

BEATS2

Camera di interazione TS

deflecting dipole

final focus solenoid

Electron beam

X rays

Laser beam

Schematic layout of the SPARC hall: electron beam lines for FEL, Plasma Acceleration and

Thomson Source experiments

Il laboratorio ai LNF

14.5 m1.5m11º

10.0 m 5.4 m

quadrupolesdipoles

1-6 Undulator modules

Photoinjector

solenoidRF sections

RF deflectorcollimator

25º

25º


In tale interazione è prodotto un fascio di raggi X quasi monocromatici con energia media dipendente dall’energia degli elettroni in ingresso e spread energetico dipendente dall’accettanza angolare.

Il fascio di radiazione X prodotto nell’interazione presenta, a 20 keV (elettroni a 30 MeV), una divergenza angolare di 5 mrad e uno spot alla sorgente di 15 mm.

Il numero atteso di fotoni/s sarà dell’ordine di 1010 g/s con una bandwidth rms del 5%,

BEATS2


Energia variabile fra 20 e 500keV Dimensione sorgente: 15 μm Divergenza FWHM 22 mrad

◦ (rms 5 mrad) Flusso: 1010 fotoni/s Distanza sorgente-detector ~ 10m Dimensione dell’area illuminata:

Ø=16 cm Struttura temporale: Bunch da 6

ps, rep. rate 10 Hz Coerenza spaziale Spettro quasi-monocromatico con

presenza di armoniche

Caratteristiche principali


Angular and spectral distribution of the TS radiation in the case of 3 ps laser pulse

Il fascio TS


Allestimento camera di scattering Allestimento linea raggi X

◦ collimatori, monitor fascio e misuratori di flusso X integrale.

Allineamento tra fascio elettroni e fascio laser

Ottimizzazione parametri collisione per l'energia di 20 keV

Caratterizzazione fascio X a 20 keV

Beats2primo anno (prime collisioni previste entro giugno 2011)


Allestimento linea di imaging ◦ Allineamento e motorizzazione di collimatori,

rivelatori, monitor di fascio, porta-campione Caratterizzazione topografica fascio X a

20keV Caratterizzazione macchia focale

◦ area efficace della collisione Primi eperimenti di radiografia in

assorbimento ed in contrasto di fase

Beats2primo anno

Phase contrast imagingPh

ase

c ont

ras t

Abso

rpti

on

object

Incoming Transmitted

IntensityPo

sitio

n

aobject

Intensity

Posit

ion

Incoming Transmitted

10<a<100mrad


Esperimenti di radiografia con fatocci tessuto equivalente e dosimetria a 20 keV

Ottimizzazione parametri collisione a 40 keV Caratterizzazione fascio X a 40 keV Primi esperimenti di radiografia a 40 keV Esperimenti di radiografia a doppia energia 20 -

40 keV e dosimetria associata. Ottimizzazione della collisione alle energe del k-

edge dello iodio (33 keV) Esperimenti di radiografia differenziale a k-edge

Beats2secondo anno


Calibrazione e caratterizzazione presso la beamline SYRMEP di monitor di fascio e detector da installare alle TS◦ Fascio monocromatico, elevata coerenza,

divergenza minima Imaging presso la beamline SYRMEP in

collaborazione con gli altri gruppi per verificare simulazioni ◦ Phase contrast, phase retrieval, grating technique

Beats2 @ Trieste


Partecipazione a programmazione, realizzazione ed analisi delle misure di caratterizzazione della sorgente TS

Collaborazione con Ferrara per la caratterizzazione del loro set-up di radiografia quasi-monocromatica con misure alla beamline Syrmep

Beats2 @ Trieste


Renata Longo Fulvia Arfelli Luigi Rigon Edi Castelli Frances Lopez

◦ dottoranda con esperienza in Fisica Medica Rongchang Chen

◦ borsista post-doc INFN, gia’ Shanghai Synchotron Radiation Facility

Beats2 @ Triestepartecipanti


Il gruppo di Trieste porta in Beats2: La competenza maturata con la

realizzazione, caratterizzazione ed uso della linea di luce Syrmep

L’esperienza nelle tecniche di imaging in contrasto di fase◦ Phase contrast, diffraction enhanced imaging etc

Un contributo di presenza ai LNF per il lavoro alla stazione sperimentale

Beats2 @ Triesteconclusioni

Schematic layout of electron beam linesfor FEL, Plasma Acceleration andThomson Source experiments

Il laboratorio ai LNF

14.5 m1.5m11º

10.0 m 5.4 m

quadrupolesdipoles

1-6 Undulator modules

Photoinjector

solenoidRF sections

RF deflectorcollimator

25º

25º

BEATS2 BEAm line from Thomson Source ai Laboratori di F rascati

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