Le rayonnement X du SwissFEL est émis lorsque les électrons accélérés dans l’accélérateur linéaire sont dirigés de force dans une trajectoire sinusoidale. La trajectoire des électrons est assurée dans l’onduleur par l’action des rangées d’aimants. La longueur du circuit- onduleur sera de 60 mètres.
Les impulsions de rayons X du SwissFEL, sont générées dans le circuit- onduleur de la machine. C’est à ce niveau que les électrons rapides sont orientés sur une trajectoire en forme de vague, ils émettent ainsi un rayonnement X. On exploite le principe de la déflexion provoquée par les aimants sur les particules chargées électriquement et circulant à une vitesse élevée. Les onduleurs se composent de deux rangées d’aimants superposées entre lesquelles les électrons se déplacent. Des milliers d’aimants sont juxtaposes sur une même rangée avec une alternance de la polarité entre deux aimants consécutifs. Ainsi les électrons sont alternativement déviés dans une et puis dans une autre direction, ce qui impose une trajectoire en forme de vague aux électrons.
Le SwissFEL comportera deux circuits-onduleurs qui généreront des rayons X présentant des caractéristiques différentes. L’un étant destiné aux rayons X „durs“ avec des longueurs d’ondes courtes et l’autre pour les rayons X „mous“ avec des longeurs d’ondes plus importantes. Selon les questions qui se poseront, on utilisera soit l’un ou l’autre type de lumière dans le cadre des expériences à mener.
La longueur du circuit- onduleur pour les rayons X durs sera de 60 mètres La période de la trajectoire sinueuse ou plus exactement le trajet que parcourent les électrons en se dirigeant une fois vers la gauche, et une fois vers la droite sera de 1,5 centimètres. Afin d’assure un rayonnement X de bonne qualité, les milliers d’aimants doivent être positionnés avec une précision extrême de quelques fractions de millimètre.
Les aimants des onduleurs sont mobiles –ainsi il sera possible de faire varier les caractéristiques de la lumière, en modifiant le positionnement des aimants.
Après avoir parcouru le circuit -onduleur les électrons ne sont plus nécessaires et ils sont jetés dans un « Beam Stop » un diaphragme ou piège à faisceau. Les rayons X par contre poursuivent leur trajectoire et se dirigent vers les sites de mesure où ils seront utilisés pour l’expérience.
Texte: Paul Piwnicki
Informations supplémentaires
- La haute précision suisse stabilise le SwissFEL: Communication des médias pour la coopération dans la construction d’onduleurs
- Piste de slalom pour le SwissFEL: Interview sur le développement de l’onduleur dans le magazine « Fenster zur Forschung » (en allemand)