19160

۱۹۱۶۰

بررسي ديناميك باريكۀ حلقۀ انبارش چشمه نور ايران با ابيراهي رنگي بزرگ

كارشناسي ارشد

فوتونيك

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۰۱/۲۷

دكتر مسعود جزايري - دكتر جواد رحيقي

فيزيك

چشمه ي نور ايران يك چشمۀ نور سنكروترون نسل سوم است كه در پارك علم و فناوري ﺷـﻬﺮ ﻗـﺰﻭﻳﻦ در حال احداث مي باشد. حلقه ي انبارش چشمۀ نور ايران با محيط ٥٢٨متر، باريكۀ الكتروني پايدار با انرژي ٣گيگا الكترون ولت، جريان 400 ميلي آمپر و گسيلندگي 27/0 نانومتر-راديان را در خود ذخيره ميكند. ويژگي اصلي چشمۀ نور ايران گسيلندگي كوچك آن مي باشد. يكي از فاكتور هاي مهم در طراحي حلقه هاي انبارش طول عمر باريكۀ الكتروني مي باشد كه عوامل زيادي آن را محدود مي سازند. يكي از عوامل محدود كنندۀ طول عمر باريكۀ الكتروني در حلقه هاي انبارش با گسيلندگي كوچك، ابيراهي رنگي مي باشد. به علت قدرت زياد مگنت هاي چهارقطبي در حلقه هاي انبارش با گسيلندگي كوچك، ابيراهي رنگي طبيعي عموما مقدار منفي بزرگي مي باشد. ابيراهي رنگي منفي بزرگ منجر به تغييرات زياد تيون شده و عامل ايجاد ناپايداري هاي هِد-تِيل(Head-Tail) نيز مي باشد كه هر دوي اين ها طول عمر باريكۀ الكترون ها را محدود مي كنند. به همين منظور لازم است براي پرهيز از ناپايداري هاي هيد-تِيل و افزايش طول عمر باريكه، ابيراهي رنگي به مقدار مثبت نسبتا كوچكي اصلاح شود. انتظار مي رود اصلاح ابيراهي رنگي در هر دو صفحۀ عرضي به مقدار 1+ ، شرايط پايداري شبكه را فراهم كند. اما به دليل محدوديت هاي موجود در مراحل شبيه سازي و به منظور جلوگيري از بروز ناپايداري ها در فاز بهره برداري لازم است شبكه اي با ابيراهي رنگي بزرگتر طراحي كرده و وضعيت پايداري شبكه را براي آن بررسي كنيم. در اين پايان نامه در ابتدا ابيراهي رنگي حلقه انبارش چشمه نور ايران با انرژي 3 گيگا الكترون ولت و گسيلندگي 27/0 نانومتر راديان، با استفاده از مگنت هاي شش قطبي به مقدار 4+ در هر دو صفحۀ عرضي اصلاح شده است. سپس با به كارگيري كد هاي شبيه سازي ديناميك باريكۀ الكتروني در اين ابيراهي نسبتا بزرگ به منظور بدست آوردن ميزان فضاي پايدار حركت الكترون ها در صفحات عرضي، ميزان تغييرات تيون نسبت به تغييرات انرژي، ميزان پذيرندگي تكانه و در نهايت بدست آوردن طول عمر باريكۀ الكتروني بررسي شده است.

1397/04/16

Study of High Chromaticity Storage Ring beam dynamics of ILSF

7/7/2018 12:00:00 AM

The Iranian Light Source Facility (ILSF) is a third generation light source facility which is currently under construction in Ghazvin science and technology park. The ILSF storage ring with circumference of 528 m, store 3GeV stable electron beam, with current of 400 mA and emittance of 0.27 nm-rad. The main characteristic of ILSF is its small emittance. one of the important factors of storage ring design is electron beam lifetime which many factors limit it. One of the limiting factors of beam lifetime in low emittance storage rings is chromaticity. Low emittance storage rings typically have large negative natural chromaticity due to the strong quadrupoles. Large negative natural chromaticity leads to large tune shift and Head-Tail instability as well, which both of them limit the beam lifetime. So it is necessary to correct the natural chromaticity to slightly positive value in order to prevent HT instability and to increase beam lifetime as well. It is expected that chromaticity correction to +1 in both planes, provides stability condition of the lattice, but because of the limitations in the simulation steps and in order to prevent instabilities during commissioning, it is needed to design a lattice with higher chromaticity and to check stability condition of lattice for that. In this thesis at first, we have corrected the chromaticity of ILSF 3GeV storage ring with emittance of 0.27 nm-rad, to +4 in both transverse planes by use of sextupole magnets. Then we have investigated the beam dynamics at this large chromaticity, in order to calculate the stable region of particle trajectory in transverse planes, tune shift with energy, momentum acceptance and finally to calculate beam lifetime.