| L'infrastruttura di SPARX-FEL |
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La sorgente SPARX produrrà raggi X con caratteristiche assolutamente senza precedenti, tra le quali tre rivestono particolare importanza: la coerenza spaziale, la brillanza di picco (circa 1032 unità convenzionali - u.c., cioè fotoni/s/mrad/mm2/0.1% bandwidth), la durata del singolo impulso (circa 100 femtosecondi). Nel progetto definitivo, saranno studiate possibili tecniche sperimentali per ottenere impulsi perfino più corti, dell'ordine di pochi femtosecondi. Per quanto riguarda l'intervallo spettrale, SPARX sarà realizzato in due fasi: nella prima si prevede l'emissione di radiazione col lunghezza d'onda tra 30.0nm e 4.0nm; nella seconda fase si prevede di abbassare tale lunghezza d'onda fino a 0.6nm. L'utilizzo delle armoniche superiori (terza e quinta) permetterà di sintonizzare la luce tra 30.0nm e 0.12nm e tra 1.5nm e 0.3nm rispettivamente. I parametri della sorgente SPARX, illustrati in dettaglio nelle prossime sezioni, saranno ovviamente suscettibili di revisione nella fase avanzata di progettazione, per venire incontro alle richieste di nuovi utenti e nuove discipline (seguendo anche i possibili sviluppi tecnologici). L'utilizzo degli impulsi ultra-brevi e ultra-brillanti, nell'intervallo di energia sopra menzionato, aprirà la strada ad una grande varietà di applicazioni avanzate in un vasto intervallo di discipline scientifiche e tecnologiche. Il Sito  L'acceleratore SPARX X-FEL sarà costruito sul territorio del Campus di Tor Vergata, pochi chilometri a sud della città di Roma. Sarà posizionato secondo una geometria lineare, approssimativamente di mezzo chilometro di lunghezza. Il terreno di quest'area è di origine vulcanica. L'analisi geologica del terreno è stata eseguita accuratamente, ed è stato dimostrato che il suolo è composto di roccia estremamente stabile. L'infrastruttura SPARX sarà ospitata in un complesso di edifici civili, parte dei quali nel sottosuolo. Gli edifici in superficie è stata ridotta al minimo per sodisfare il piano regolatore dell'area di Tor Vergata, e consistono in un grande edificio in testa alla struttura ed un altro alla fine del LINAC, appena sopra la sala degli ondulatori. Gli edifici sotterranei consistono in un edificio di servizio all'inizio del LINAC, e in due doppi tunnel più una sala principale per una lunghezza totale di poco più di 400m. Il primo tunnel ospiterà l'iniettore ed il LINAC, mentre il secondo ospiterà gli ondulatori, le linee di luce e gli apparati sperimentali.
 Le sale del LINAC e degli ondulatori saranno divise in due tunnel sovrapposti. Quelli inferiori ospiteranno i componenti degli acceleratori, mentre quelli superiori ospiteranno l'equipaggiamento di supporto (modulatori, klystrons, alimentatori). Il tunnel sopra la sala degli ondulatori ospiterà un apparato per misure magnetiche ed un'officina contenente apparecchiature di supporto, mentre l'edificio in superficie ospiterà la sala di controllo. Infine, la sala sperimentale sarà uno spazio aperto di 60x30m2 nella quale saranno installate le linee di luce e le stazioni sperimentali. SPARX-FEL: schema L'Iniettore dell'acceleratore è una copia del fotoiniettore di SPARC.  È composto da un cannone a radiofrequenza circondato da un solenoide, tre sezioni di accelerazione, tra le quali le prime due inserite in una serie di solenoidi per la focalizzazione, come descritto nel capitolo 5 del TDR. All'uscita del cannone è prevista una sezione diagnostica per misurare le caratteristiche del fascio a 6MeV. Il fascio di 150MeV viene pompato da un primo stadio di tre strutture acceleratrici (LINAC1) prima del primo compressore di pacchetto (BC1) e di un secondo stadio, denominato LINAC2, seguito da BC2. Quindici sezioni a radiofrequenza accelerano il fascio fino a 1.5GeV, quando il fascio di elettroni viene estratto ed inviato lungo una linea di trasferimento. Sotto sono mostrate la linea di trasferimento parallela al LINAC principale ed il terzo compressore (BC3); a causa del piccolo angolo di uscita gli elementi magnetici sono spostati longitudinalmente per evitare interferenze nell'installazione. Nella linea successiva sono previsti gli apparti per la diagnostica a 1.5GeV.  Il LINAC4, composto di ulteriori 15 strutture a RF, accelera il fascio fino a 2.4GeV, prima che venga inviato negli ondulatori. La linea di trasferimento invierà il fascio dal linac ai vari ondulatori. A causa del piccolo angolo di deflessione, è stato progettato un reticolo speciale per evitare conflitti tra le linee e gli elementi magnetici. Sono previsti tre ondulatori per coprire l'intero intervallo spettrale del progetto (vedi la lista dei parametri).  L'ondulatore all'estrema destra, seguendo il fascio, riceve i pacchetti di elettroni con energia fino a 1.5GeV, quello all'estrema sinistra è invece dedicato agli elettroni di più alta energia è un insieme di ondulatori nei quali è possibile inviare sia il fascio a bassa energia che quello ad alta energia. Al termine delle sezioni di ondulatori sono posizionati i magneti curvanti necessari a spedire il fascio di elettroni nel pozzo di smorzamento. I fotoni prodotti negli ondulatori per effetto SASE e FEL con seme vengono propagati da opportune linee di luce con elementi ottici appropriati. La configurazione delle ottiche di linea permettono l'uso simultaneo delle varie stazioni sperimentali.
I parametri di SPARX-FEL
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