Facility TEX (TEst stand for X-band)
Coordinatore scientifico: Dr. Fabio Cardelli
Coordinatore tecnico: Dr. Stefano Pioli
Cosa offriamo
La facility TEX metterà a disposizione:
- due stazioni per test di alta potenza in banda X (11.994 GHz). Una prima stazione è in grado di erogare impulsi di radiofrequenza di durata variabile tra 100 ns e 1.5 µs, con potenza di picco di 50 MW e frequenza di ripetizione da 1 a 50 Hz, oppure usufruendo di un sistema di compressione di impulso è possibile raggiungere la potenza di picco di circa 200 MW con una durata d’impulso ridotta tra 100-300 ns. La seconda stazione è pensata per test ad alta potenza media ed è in grado di generare impulsi fino a 25 MW di durata variabile tra 100ns fino a 1.5 µs ad una frequenza di ripetizione degli impulsi da 1 a 400 Hz.
- l’acceleratore Fringe, un linac di elettroni in banda C (5.712 GHz) capace di lavorare alla frequenza di ripetizione di 400 Hz. Fringe sarà utilizzato per condurre esperimenti sulla tecnologia di iniettori ad alta brillanza (alta corrente di picco e bassa emittanza) e rivelatori di elettroni in banda C ad alta luminosità. Inoltre, il fascio di elettroni viene messo a disposizione per studiare, tramite irraggiamento, campioni biologici o dispositivi elettronici, consentendo di studiare gli effetti delle radiazioni prodotte su di essi e aprendo la strada a futuri acceleratori medici.
Tecnologia
Le stazioni in banda X consentono di caratterizzare le prestazioni e qualificare il processo costruttivo di strutture acceleranti e componenti a radiofrequenza per acceleratori di particelle. L’alta frequenza di operazione ed i livelli di potenza di esercizio richiedono l’uso di tecniche costruttive speciali per la realizzazione di questi dispositivi. Il raggiungimento delle prestazioni finali richiede inoltre un processo di condizionamento in cui i livelli di potenza e la durata degli impulsi RF generati dalla stazione di test vengono incrementati gradualmente e in maniera controllata fino al raggiungimento dei valori desiderati di progetto.
La tecnologia in banda C rappresenta la miglior soluzione per lo sviluppo e la realizzazione di sorgenti di elettroni per linac ad alta brillanza, non solo per la possibilità di rendere le sorgenti più compatte ma anche per aumentarne le performance del fascio di particelle. L’aumento della frequenza di operazione comporta una maggiore efficienza della sorgente e quindi apre alla possibilità di lavorare ad alti tassi di ripetizione per il fascio di particelle (fino al kHz) e inoltre permette di aumentare il campo accelerante di picco all’interno delle cavità acceleranti (160-180 MV/m), con conseguente miglioramento dell’emittanza del fascio all’uscita della sorgente. I fasci di particelle prodotte sono di interesse per un ampio spettro di applicazioni soprattutto quelle che richiedono alte correnti e fasci molto stretti.
A chi è rivolto
La tecnologia delle alte frequenze è molto usata. Presso l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare la si utilizza principalmente nel campo degli acceleratori di particelle, ma essa è presente in maniera massiccia in ampi settori della vita quotidiana che vanno dalle comunicazioni alla diagnostica medicale fino all’elettronica di consumo. Tra gli svariati possibili campi d’applicazione quello relativo alla realizzazione di sorgenti di elettroni compatte è sicuramente uno di quelli predominanti. Queste sono alla base della realizzazione di sorgenti di raggi X o γ per radioterapia oncologica, ma anche di possibili sorgenti X monocromatiche, sorgenti di radiazione THz e sorgenti per uso industriale. Tutti i soggetti pubblici o privati che operano in questi settori possono quindi beneficiare della stazione di test e delle stazioni di misura, infrastrutture entrambe collaudate ed operative, con il valore aggiunto rappresentato dal supporto tecnico-scientifico offerto dagli esperti dell’INFN. Per le ditte dell’area laziale che lavorano già per il mercato scientifico e che si occupano in particolare della realizzazione meccanica di strutture acceleranti e dispositivi di diagnostica per acceleratori di particelle, la facility TEX rappresenta un’opportunità unica per caratterizzare e certificare le proprie realizzazioni in autonomia dal committente.