Otimização da linha de luz HARPIA através de simulações de ray-tracing (2019)
- Authors:
- USP affiliated author: TÓRTURA, HENRIQUE DE ALMEIDA - IFSC
- School: IFSC
- Subjects: ÓPTICA; DIFRAÇÃO POR RAIOS X; LUZ
- Language: Português
- Abstract: HARPIA será uma linha de luz de difração de pó de raios-X no Sirius, o acelerador síncrotron de quarta geração brasileiro, que irá funcionar como parte do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) dentro do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Os experimentos a serem realizados na linha necessitam de um feixe de luz de tamanho vertical de 0,8mm, iluminando a área útil de um tubo capilar de 1mm de espessura que contém a amostra, fluxo de fótons de "10 POT.12" a "10 POT.13"ph/s/100mA e fator de resolução energética da ordem de "10 POT.-4", operando com uma energia entre 5 e 30keV . Para adequar o feixe a tais critérios, foi preciso caracterizar elementos ópticos como onduladores, que geram o feixe de luz inicial através de desvios oscilatórios na trajetória dos elétrons, monocromadores, responsáveis por estreitar a banda de energia, e possíveis espelhos, para colimação e rejeição de harmônicos, e simular seus efeitos na linha de luz. O ondulador será instalado em uma seção reta do Sirius, enquanto os outros elementos podem estar dispostos entre 25m, posição que marca o fim da proteção radiológica, e 60m da fonte, sem ocupar a marca de 34m, na qual há uma divisão de estabilidade do piso. As simulações, que foram realizadas pelo método de ray-tracing com o uso do software "SHADOW POT.1" e de ferramentas derivadas desenvolvidas em Python pelo grupo de óptica do "LNLS 2", mostram que o uso de um ondulador de período de 18mm, instalado na seção Low-β, combinado com um monocromador de Si(111) permite obter fluxos de até (2,545 ± 0,001) "10 POT.13"ph=s=100mA com uma resolução de energia de (1,20 ± 0,01)"10 POT.-4". Para a energia de 20keV , por exemplo, o tamanho do feixe de fótons na fonte, que é aproximadamente gaussiano, foi estimado em 46,5µm horizontalmente e 10; 5µm verticalmente (largura à meia altura) e a divergência horizontal de 39µrad e vertical de 24,5µrad (larguraà meia altura), o que pode ser usado para determinar a melhor posição para o difratômetro a fim de se ter um feixe que se encaixe nas proporções do tubo capilar que guarda a amostra. Introduzir um espelho colimador possibilitaria reduzir o tamanho vertical do feixe, de (946± 3)µm para (693± 6)µm a 40m da fonte em 20keV , e melhorar o fator de rejeição de harmônicos para baixas energias, de 1,53 x "10 POT.-2" a 6,96 x "10 POT.-4" para 5keV , mas levaria a perda de 20 a 30% no fluxo total de fótons para baixas energias, precisando de diferentes faixas de revestimento para ser utilizado em todo o espectro planejado e encarecendo o projeto
- Imprenta:
- Place of publication: São Carlos
- Date published: 2019
-
ABNT
TÓRTURA, Henrique de Almeida. Otimização da linha de luz HARPIA através de simulações de ray-tracing. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2019. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/2eec2fe7-3eaa-455e-a1b3-858c48bb442a/Henrique%20de%20Almeida%20T%C3%B3rtura.pdf. Acesso em: 28 abr. 2024. -
APA
Tórtura, H. de A. (2019). Otimização da linha de luz HARPIA através de simulações de ray-tracing (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/2eec2fe7-3eaa-455e-a1b3-858c48bb442a/Henrique%20de%20Almeida%20T%C3%B3rtura.pdf -
NLM
Tórtura H de A. Otimização da linha de luz HARPIA através de simulações de ray-tracing [Internet]. 2019 ;[citado 2024 abr. 28 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/2eec2fe7-3eaa-455e-a1b3-858c48bb442a/Henrique%20de%20Almeida%20T%C3%B3rtura.pdf -
Vancouver
Tórtura H de A. Otimização da linha de luz HARPIA através de simulações de ray-tracing [Internet]. 2019 ;[citado 2024 abr. 28 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/2eec2fe7-3eaa-455e-a1b3-858c48bb442a/Henrique%20de%20Almeida%20T%C3%B3rtura.pdf
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