Desarrollo de Tecnología de Haz de Alta Brillo para una Futuro Capacidad de Ciencia de Materiales a Escala Mesoscópica Dinámica
Autores: Carlsten, Bruce E.; Anisimov, Petr M.; Barnes, Cris W.; Marksteiner, Quinn R.; Robles, River R.; Yampolsky, Nikolai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Desarrollo de Tecnología de Haz de Alta Brillo para una Futuro Capacidad de Ciencia de Materiales a Escala Mesoscópica Dinámica
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión del conocimiento
Palabras clave
Capacidad futura
Ciencia de materiales mesoscale dinámica
XFEL
MaRIE
Tecnologías de haz de alta brillantez
Arquitectura XFEL microagrupada
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Se necesita una capacidad futura en la ciencia de materiales mesoscópicos dinámica para estudiar las limitaciones de los materiales bajo condiciones irreversibles y extremas, donde estas limitaciones son causadas por no uniformidades y defectos en el mesoscópico. Esta brecha de capacidad podría cerrarse potencialmente con un láser de electrones libres de rayos X (XFEL), produciendo 5 x 10 fotones con una energía de 42 keV, conocido como el láser XFEL de Interacciones Materia-Radiación en Extremos (MaRIE). En los últimos años, investigadores del Laboratorio Nacional de Los Álamos han desarrollado un diseño preconceptual para un XFEL de clase MaRIE basado en tecnologías de haz de alta luminosidad existentes, incluyendo criomódulos L-band superconductores. Sin embargo, el rendimiento de un XFEL de clase MaRIE puede mejorarse y el riesgo de su operación reducido invirtiendo en tecnologías emergentes de haz de alta luminosidad, como el desarrollo de estructuras de radiofrecuencia (RF) de conducción normal de alto gradiente. Además, una arquitectura alternativa de XFEL, que genera una serie de microbunches de alta corriente en lugar de un solo bunch con corriente uniformemente alta a lo largo de él, puede suprimir los efectos más importantes de degradación de emittance en el acelerador y en el undulador del XFEL. En este documento, describimos la capacidad necesaria de ciencia de materiales mesoscópicos dinámica, un XFEL de clase MaRIE y la arquitectura propuesta del acelerador XFEL microbunched en detalle.
Descripción
Se necesita una capacidad futura en la ciencia de materiales mesoscópicos dinámica para estudiar las limitaciones de los materiales bajo condiciones irreversibles y extremas, donde estas limitaciones son causadas por no uniformidades y defectos en el mesoscópico. Esta brecha de capacidad podría cerrarse potencialmente con un láser de electrones libres de rayos X (XFEL), produciendo 5 x 10 fotones con una energía de 42 keV, conocido como el láser XFEL de Interacciones Materia-Radiación en Extremos (MaRIE). En los últimos años, investigadores del Laboratorio Nacional de Los Álamos han desarrollado un diseño preconceptual para un XFEL de clase MaRIE basado en tecnologías de haz de alta luminosidad existentes, incluyendo criomódulos L-band superconductores. Sin embargo, el rendimiento de un XFEL de clase MaRIE puede mejorarse y el riesgo de su operación reducido invirtiendo en tecnologías emergentes de haz de alta luminosidad, como el desarrollo de estructuras de radiofrecuencia (RF) de conducción normal de alto gradiente. Además, una arquitectura alternativa de XFEL, que genera una serie de microbunches de alta corriente en lugar de un solo bunch con corriente uniformemente alta a lo largo de él, puede suprimir los efectos más importantes de degradación de emittance en el acelerador y en el undulador del XFEL. En este documento, describimos la capacidad necesaria de ciencia de materiales mesoscópicos dinámica, un XFEL de clase MaRIE y la arquitectura propuesta del acelerador XFEL microbunched en detalle.