« عدسیهای نانوکانونگر پرتو ایکس برای چشمههای نور نسل چهارم »
این ارایه در قالب کارگاه 7th Diffraction Limited Storage Ring (DLSR) Workshop که به صورت برخط در روزهای ۲۳ و ۲۴ فروردین ۱۴۰۰ برگزار گردید، توسط خانم ساشا بایت انجام شده است.
📺 https://www.aparat.com/v/lyi0vk9
✅ در این ارایه کوتاه، خانم بایت ابتدا پس از اشاره به ضرورت توسعه ادوات اپتیکی مناسب برای بهرهبردای مفید از پرتو ایکس با درخشندگی (Brilliance) و همدوسی زیاد در چشمههای نور نسل چهارم و اهمیت اندازهشناسی (Metrology) برای سنجش این ادوات، دستهبندی ادوات کانونی کننده پرتو ایکس و روند کاهش اندازه نقطه کانونی هر یک از این دستهها طی سالیان را بیان میکند.
⭕ ادوات کانونی کننده شکستی
🔆 Compound Refractive Lens (CRFL)
⭕ ادوات کانونی کننده انعکاسی
🔆 Capillary Optics
🔆 Kirkpatrick–Baez (KB) Mirror
⭕ ادوات کانونی کننده پراشی
🔆 Fresnel Zone Plate (FZP)
🔆 Multilayer Laue Lens (MLL)
🔆 Kinoform Lens
✅ در ادامه وی با اشاره به مزایای طول موج کوچک پرتو ایکس سخت (Hard X-Ray) برای تصویربرداری، از قبیل عمق نفوذ و تفکیکپذیری بالا، به ادوات کانونی کننده مناسب برای این محدوده انرژی (FZP, MLL, ..) و چالشها و فرآیند ساخت و سنجش آنها میپردازد.
«حرکت تایوان در لبه فناوری به کمک چشمه نور سنکروترونی TPS»
برای باقی ماندن پژوهشگران و صنعتگران تایوان در عرصه رقابت جهانی علوم پیشران و فناوریهای راهبردی، چشمه نور TPS به سرعت طی حدود ۸ سال راهاندازی گردید:
✅ تصویب طرح TPS توسط دولت (۱۳۸۶)
✅ نهاییسازی طراحی و اخذ مجوز از نظر تاثیرهای محیط زیستی (۱۳۸۷)
✅ عقد قرار داد ساخت و ساز عمرانی و تاسیسات (۱۳۸۸)
✅ آغاز عملیات ساخت (۱۳۸۹)
✅ انجام آزمایش پذیرش LINAC یا شتخط (۱۳۹۰)
✅ مرحله اول نصب تجهیزات شتابدهنده (۱۳۹۲)
✅ آغاز راهاندازی اولیه (Commissioning) بخش شتابدهنده (۱۳۹۳)
✅ دستیابی به جریان ۱۰۰ میلیآمپر باریکه الکترونی و مرحله دوم نصب تجهیزات شامل ۷ خط باریکه، ۱۰ ابزار الحاقی و دو کاواک ابررسانا (۱۳۹۴)
در ویدئوهای زیر پس از بیان تاریخچه تابش سنکروترونی، نحوه کار چشمه نور TPS تایوان بصورت پویانمایی توضیح داده شده و در ادامه نمونههایی از کاربردهای این چشمه نور در علوم و صنایع مختلف تایوان بیان میشود.
📺 https://www.aparat.com/v/e4031n1
📺 https://www.aparat.com/v/w105832
⚡سالانه حدود ۲۰۰۰ طرح تحقیقاتی از تایوان و دیگر کشورها به کمک سه فناوری سنجشی اصلی طیفبینی پرتو ایکس، پراکندگی پرتو ایکس و تصویربرداری پرتو ایکس در چشمه نور TPS انجام میپذیرد:
✅ بررسی ساختار پروتئینی ویروسها و بیمارگرهای (Pathogen) دیگر.
✅ بهبود کیفیت ساخت قطعات نیمههادی و مدارهای مجتمع.
⭕ نزدیک بودن مراکز تحقیقاتی به این آزمایشگاه بزرگ مقیاس، شکلگیری یک میانگاه (Hub) پژوهشی بین رشتهای را تسهیل کرده است.
«چالشهای آشکارسازی پرتو ایکس در چشمههای نور نسل چهارم»
این ارایه در قالب کارگاه 7th Diffraction Limited Storage Ring (DLSR) Workshop که به صورت برخط در روزهای ۲۳ و ۲۴ فروردین ۱۴۰۰ برگزار گردید، توسط آقای پابلو فاهاردو انجام شده است.
📺 https://www.aparat.com/v/bqem8y5
✅ در این ارایه آقای فاهاردو ابتدا الزاماتی که همدوسی و درخشندگی (Brilliance) زیاد باریکه فوتونی چشمههای نور نسل چهارم و روند آزمایشهای جدید برای درخواست انرژیهای فوتونی بالاتر، مقیاسهای زمانی کوتاهتر و استفاده از همدوسی بیشتر، در ساخت و پیادهسازی آشکارسازها پدید می آورد، را فهرست میکند.
✅ در ادامه وی به مرور وضعیت فعلی آشکارسازهای پرتو ایکس در سه دسته زیر و بهبودهای مورد نیاز آنها میپردازد:
⭕ آشکارسازی انرژی پاششی (Energy Dispersive Detection)
⭕ تصویربرداری پرتو ایکس (X-Ray Imaging)
⭕ آشکارسازهای پراش/پراکندگی (Diffraction/Scattering Detectors)
✅ سپس وی با بررسی امکان وفق دادن برخی آشکارسازهای X-FEL برای استفاده در چشمههای نور سنکروترونی نسل چهارم، به معرفی چند طرح توسعه آشکارسازهای دوبعدی در چشمههای نور سنکروترونی پرداخته و علت نیاز به ماده با عدد اتمی بالای بهتر و مناسب بودن CZT یا CdZnTE به عنوان یکی از جایگزینهای CdTe و چالشهای پیش روی بکارگیری آن را بیان میکند.
✅ در ادامه وی به شرح برنامههای توسعه آشکارساز برای بروزرسانی چشمه نور سنکروترونی ESRF میپردازد.
«شبیهسازی از تولید تابش سنکروترونی تا آشکارساز برای چشمههای نور نوین»
این ارایه در قالب کارگاه 7th Diffraction Limited Storage Ring (DLSR) Workshop که به صورت برخط در روزهای ۲۳ و ۲۴ فروردین ۱۴۰۰ برگزار گردید، توسط آقای اولگ چوبار انجام شده است.
📺 https://www.aparat.com/v/qgl2497
✅ در این ارایه آقای چوبار ابتدا به معرفی بستههای نرمافزاری RADIA و SRW (Synchrotron Radiation Workshop) که توسعه آنها توسط چشمه نور NSLS-II آمریکا پشتیبانی میشود، میپردازد.
✅ سپس وی به بیان مثالهایی از کاربرد SRW در شبیهسازیهای مربوط به مشخصهیابی باریکه و خطوط باریکه پرداخته و به برخی روابط مورد استفاده در SRW و تفسیر بعضی از نتایج مشاهده شده، اشاره میکند.
✅ در ادامه وی به بکارگیری روشهای محاسباتی بهینه در SRW برای شبیهسازی خطوط باریکه جدید و برخی چالشهای محاسباتی این شبیهسازیها اشاره میکند.
✅ سپس وی چند شبیهسازی مربوط به بعضی ازخطوط باریکه چشمه نور سنکروترونی NSLS-II را ارایه کرده و برخی نتایج را با اندازهگیریهای واقعی مقایسه میکند.
✅ در انتها وی با اشاره کوتاه به SIREPO به عنوان یک رابط محیط رایانش ابری که دسترسی به SRW و برخی دیگر از ابزارهای شبیهسازی را فراهم میکند، اهمیت شبیهسازی از منبع تولید تابش سنکروترونی تا آشکارساز را مورد توجه قرار داده و لزوم توسعه یک رابط کاربرپسند برای یکپارچه کردن این شبیهسازیهای از آغاز تا پایان را بیان مینماید.
«همدوسی در چشمههای پرتو ایکس سنکروترونی پرانرژی نسل چهارم»
این ارایه در قالب کارگاه 7th Diffraction Limited Storage Ring (DLSR) Workshop که به صورت برخط در روزهای ۲۳ و ۲۴ فروردین ۱۴۰۰ برگزار گردید، توسط آقای ایوان وارتانیانتس انجام شده است.
📺 https://www.aparat.com/v/zyu7rp1
✅ در این ارایه آقای وارتانیانتس حد پراش (Diffraction Limit) در چشمههای تابش سنکروترونی را توضیح داده و مقدار نوعی آن را در چند محدوده انرژی پرتو ایکس بیان میکند و با یادآوری مبانی اپتیک آماری به مفاهیم درجه همدوسی و کسر همدوسی اشاره میکند.
✅ سپس با اشاره به نرمافزار شبیهسازی XRT (XRayTracer) و روش تحلیلی محاسبه Emittance فوتونی، نتایج روش تحلیلی و نرمافزار XRT و برخی نتایج تجربی در انرژیهای فوتونی مختلف و پهنشدگی انرژی گوناگون را تفسیر کرده و به نتیجهگیری در موارد زیر میپردازد:
⭕ آیا با Emittance از مرتبه pm rad ۱۰ در چشمههای نور نسل چهارم، به حد پراش ۱ آنگسترومی رسیدهایم؟
⭕ اثر پهنشدگی انرژی (Energy Spread) بر ویژگیهای همدوسی تابش پرتو ایکس
⭕ تاثیر ناکوکسازی موجسانگرها (Undulator) بر ویژگیهای همدوسی باریکه پرتو ایکس
✅ در انتها وی به عنوان گامهای آینده در بهبود عملکرد چشمههای نور نسل چهارم پیشنهادهای زیر را مطرح میکند:
⭕ کاهش Emittance به pm rad ۱ و کمتر از آن
⭕ افزایش روشنایی طیفی (Spectral Brightness) موجسانگرها و کاهش پهنای باند آنها بمنظور حذف تکفامگرها و افزایش درخشندگی (Brilliance)
« بکارگیری باریکه فوتونی همدوس در خط باریکه نانومکس چشمه نور MAX-IV سوئد»
این ارایه در قالب کارگاه 7th Diffraction Limited Storage Ring (DLSR) Workshop که به صورت برخط در روزهای ۲۳ و ۲۴ فروردین ۱۴۰۰ برگزار گردید، توسط آقای الکساندر بیورلینگ انجام شده است.
📺 https://www.aparat.com/v/cyd7o60
✅ در این ارایه آقای بیورلینگ ابتدا برخی ویژگیهای خط باریکه نانومکس را بیان میکند:
⭕ فاصله منبع پرتو ایکس تا نمونه حدود ۱۰۰ متر
⭕ محدوده انرژی باریکه فوتونی از ۶ تا ۳۰ کیلو الکترونولت
⭕ شار همدوس در انرژی ۱۰ keV بیش از ۲۰ میلیارد فوتون در ثانیه
⭕ ابعاد نقطه کانونی در انرژی ۱۰ keV حدود ۹۰ در ۹۰ نانومتر
✅ سپس وی به توضیح برخی مزایای همدوسی باریکه فوتونی در خط باریکه میپردازد:
⭕ همدوسی لازمه کانونیکردن باریکه فوتونی به اندازه حد پراش آن است
⭕ تسهیل همراستاسازی (Alignment) آینهها
⭕ شار همدوسی بالا میتواند منجر به سرعت بالاتر انجام آزمایش یا بهبود تفکیکپذیری شود
✅ در ادامه وی به توضیح برخی از آزمایشهای انجام شده در خط باریکه نانومکس و چالشهای انجام این آزمایشها میپردازد:
⭕ مطالعه واکنشیارهای (Catalyst) ناهمگن برای اکسایش متان
⭕ چالش جابجایی ذرات نمونه مورد آزمایش، تحت «فشار» تابش پرتو ایکس
«تجزیه حالت همدوسی تابش سنکروترونی به کمک تابع ویگنر»
این ارایه در قالب کارگاه 7th Diffraction Limited Storage Ring (DLSR) Workshop که به صورت برخط در روزهای ۲۳ و ۲۴ فروردین ۱۴۰۰ برگزار گردید، توسط آقای تاکاشی تاناکا انجام شده است.
📺 https://www.aparat.com/v/bcw3042
✅ در این ارایه آقای تاناکا، توسعه دهنده برنامههای SPECTRA و SIMPLEX، ابتدا به توضیح تابع ویگنر و برخی کاربردهای آن در محاسبه درخشندگی (Brilliance) و همدوسی فضایی (Spatial Coherence) میپردازد.
✅ سپس وی با اشاره به احتمال کارایی محاسباتی بهتر این روش، نحوه تجزیه حالت همدوس (Coherent Mode Decomposition) یا CMD به کمک تابع ویگنر را شرح داده و آن را با روش Gaussian-Schell مقایسه میکند. در ادامه وی مثالهایی از انجام محاسبات به این روش و خروجیهای آن را توضیح میدهد.
✅ سپس وی به عنوان یکی از کاربردهای این روش محاسباتی، بررسی اثر قرار دادن درز فضایی (Spatial Slit) بر بهبود همدوسی را به کمک خروجیهای این روش محاسباتی شرح میدهد.
✅ در انتها وی اعلام میکند که این روش محاسباتی در نسخه جدید نرمافزار SPECTRA که یک نرمافزار مخصوص محاسبات تابش سنکروترونی است، پیادهسازی شده است.
«تصویربرداری سه بعدی نانوساختارهای مغناطیسی با بهرهگیری از همدوسی تابش سنکروترونی»
این ارایه در قالب کارگاه 7th Diffraction Limited Storage Ring (DLSR) Workshop که به صورت برخط در روزهای ۲۳ و ۲۴ فروردین ۱۴۰۰ برگزار گردید، توسط خانم کلر دانلی انجام شده است.
📺 https://www.aparat.com/v/bnla5jr
✅ در این ارایه خانم دانلی، ابتدا به شرح اهمیت تصویربرداری سه بعدی مغناطیسی با ذکر نمونههایی از پژوهشهای در حال انجام در حوزه مغناطیس میپردازد:
⭕ حافظههای با چگالی ذخیرهسازی زیاد
⭕ پویاییشناسی دیواره نانولولهها (Nano Tube Wall Dynamics)
⭕ اسکرمیونهای مغناطیسی (Magnetic Skyrmions)
✅ در انتها وی نحوه بهرهگیری از همدوسی و برخی مزایای افزایش بیشتر شار همدوس (Coherent Flux) از منظر تحقیقات خود را بیان میکند:
⭕ بهبود تفکیکپذیری فضایی از ۱۰۰-۵۰ نانومتر کنونی به مقدار آرمانی زیر ۲۰-۱۰ نانومتر
⭕ امکانپذیر شدن مطالعه و بررسی رفتار مغناطیسی فلزهای انتقالی (Transition Metals) و آلیاژهای آنها با تقویت شدن سطح سیگنالها
⭕ افزایش سرعت گردآوری مجموعه دادههای زمان واکافته (Time Resolved Datasets ) و امکانپذیر شدن تکمیل آزمایش طی چند ساعت بجای بیش از یک هفته کنونی
«مشخصهیابی باریکه الکترونی و باریکه فوتونی در چشمههای نور نسل چهارم»
این ارایه در قالب کارگاه 7th Diffraction Limited Storage Ring (DLSR) Workshop که به صورت برخط در روزهای ۲۳ و ۲۴ فروردین ۱۴۰۰ برگزار گردید، توسط آقای ولکر اشلات انجام شده است.
📺 https://www.aparat.com/v/nox808l
✅ در این ارایه آقای ولکر اشلات ابتدا به نوآوریهای فناورانه و طراحی شبکه شتابدهنده (Lattice Design) که منجر به کاهش اندازه عرضی باریکه الکترونی و همدوسی و روشنایی بیشتر باریکه فوتونی حاصل از آن شده است اشاره میکند.
✅ سپس وی به تکامل مشخصهیابی باریکه در نسلهای مختلف چشمههای نور اشاره میکند و بیان میکند اغلب الزامات و نیازهایی که بعلت کاهش اندازه افقی باریکه در چشمه نور نسل چهارم ایجاد شده، مشابه الزامات و نیازهایی است که در گذشته به علت اندازه عمودی بسیار کوچک باریکه الکترونی در نسلهای قبلی چشمه نور وجود داشته است. با این وجود وی بهبود کارایی فرآیندهای موجود و افزودن قابلیتهای پیشرفتهتر به مشخصهیابی باریکه را ضروری میداند.
✅ سپس وی کارکردهای مطلوب و مورد انتظار مشخصهیابی باریکه در یک چشمه نور را بیان کرده و چالشهای مشخصهیابی باریکه در حوزههای پایش جریان باریکه، الگوی پرسازی باریکه، خلوص خوشه الکترونی، پایش طول خوشه الکترونی، پایش مقطع باریکه، پایش هدررفت باریکه، پایش مکان باریکه الکترونی، پایش مکان باریکه فوتونی در چشمههای نور نسل سوم و چهارم را با هم مقایسه میکند.
«ویدئوهای دوره آموزشی EPICS»
⚡این دوره آموزشی طی سالهای ۱۳۹۳ و ۱۳۹۴ در چشمه نور سنکروترونی APS آمریکا برگزار گردیده است.
📺 https://www.aparat.com/playlist/9911704
✅ EPICS یا سامانه کنترل (راهبری) صنعتی و فیزیک تجربی (Experimental Physics and Industrial Control System) مجموعهای از ابزارها، کتابخانهها و برنامههای کاربردی نرمافزاری منبعباز است که در آزمایشگاههای علمی بزرگ مقیاس گوناگون جهان از آن برای برپایی «سامانههای راهبری توزیعشده بلادرنگ نرم» (Soft Realtime Distributed Control System) بهره برده میشود.
✅ برخی از کاربران EPICS عبارتند از:
⭕ APS (Advanced Photon Source) USA
⭕ DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron) Germany
⭕ ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder) Australia
⭕ ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) France
⭕ LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) USA
⭕ BSRF (Beijing Synchrotron Radiation Laboratory) China
✅ دورههای دیگری که میتواند برای علاقهمندان مفید باشد:
EPICS Control System Course at US Particle Accelerator School (USPAS)
https://controlssoftware.sns.ornl.gov/training/2022_USPAS
EPICS Summer School 2024
https://events.hifis.net/event/1259/timetable/?view=standard
«آغاز مهلت ارسال چکیده برای گردهمایی MEDSI 2025»
✅ گردهمایی MEDSI 2025 یا International Conference on Mechanical Engineering Design of Synchrotron Radiation Equipment and Instrumentation از تاریخ ۲۴ شهریور ۱۴۰۴ تا ۲۸ شهریور ۱۴۰۴ در شهر لوند کشور سوئد برگزار میگردد.
✅ مهلت ارسال چکیده برای این گردهمایی از امروز ، ۲۶ دی ۱۴۰۳، آغاز شده است.
⭕https://indico.jacow.org/event/88/abstracts
✅ ثبت نام برای شرکت در این گردهمایی حوالی نیمه دوم فروردین ۱۴۰۴ آغاز میشود.
⭕ معمولا از سوی هیات برگزارکننده گردهمایی، پژوهانه یا Grant به تعدادی از واجدین شرایط شرکت در این گردهمایی تعلق میگیرد.
✅ برخی موضوعهای مورد توجه در MEDSI:
⭕ NEW FACILITY DESIGN AND UPGRADE
🔆 Fabrication
🔆 QA and tracking
🔆 Assemble and Installation
🔆 Utilities
🔆 Logistics and management
🔆 Large scale CAD model integration
⭕ PRECISION MECHANICS
🔆 Nano-positioning
🔆 Stability issues
🔆 Mechatronics
🔆 Automation
⭕ CORE TECHNOLOGY DEVELOPMENTS
🔆 Vacuum
🔆 Cryogenics
🔆 Infrastructures
🔆 Big data and AI
✅ دسته بندی موضوعی دو دوره قبل MEDSI:
⭕https://accelconf.web.cern.ch/medsi2020/html/class.htm
⭕https://accelconf.web.cern.ch/medsi2023/html/class.htm
«پیادهسازی بازخورد فعال برای پایداری باریکه فوتونی خط باریکه»
این ارایه در قالب کارگاه 7th Diffraction Limited Storage Ring (DLSR) Workshop که به صورت برخط در روزهای ۲۳ و ۲۴ فروردین ۱۴۰۰ برگزار گردید، توسط آقای پتر ایلنسکی انجام شده است.
📺 https://www.aparat.com/v/johk030
✅ آقای ایلنسکی در این ارایه ابتدا به مقایسه شرایط فعلی بازخورد در حلقه انبارش و خط باریکه چشمه نور سنکروترونی NSLS-II آمریکا میپردازد و به مواردی چون توسعه پایشگرهای مکان باریکه ایکس الماسی (Diamond XBPM) اشاره کوتاهی میکند.
✅ سپس وی با در نظر گرفتن خط باریکه نانوکاو پرتو ایکس سخت NSLS-II (Hard X-Ray Nanoprobe) به اهداف و الزامات پایداری باریکه فوتونی در این خط باریکه اشاره میکند.
⭕ سوق عمودی باریکه کمتر از ۲۰ میکرومتر (واگرایی کمتر از ۳۰۰ نانورادیان )
✅ سپس وی به معرفی سامانه بازخورد محلی فوتونی (Photon Local Feedback یا PLFB) که با کمک پایشگرهای مکان باریکه ایکس و باریکه الکترونی و مغناطیسهای اصلاحگر کند، پیادهسازی شده است، پرداخته و اثر آن بر حذف سوقهای بلندمدت تابش ابزار الحاقی این خط باریکه را بیان کرده و دادههای تجربی موید این بهبود را نمایش میدهد.
✅ در ادامه وی به ضرورت و اهمیت وجود بازخورد باریکه فوتونی علاوه بر PLFB اشاره کرده و با استفاده از دادههای تجربی تاثیر این بازخوردها در پایداری باریکه فوتونی در HXN را بیان میکند.