Le Advanced Photoinjector EXperiment (APEX) et la ligne de lumière de test au Berkeley Lab, photographié ici en 2016, a servi de prototype pour le projet de mise à niveau du laser à rayons X LCLS-II. Crédit :Roy Kaltschmidt/Laboratoire de Berkeley
Le test réussi du canon à électrons LCLS-II (voir article connexe) marque l'aboutissement d'un effort de R&D s'étalant sur plus d'une décennie au Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) du ministère de l'Énergie.
Le design du pistolet a été conçu en 2006 par John W. Staples, un physicien à la retraite du Berkeley Lab, et Fernando Sannibale, chercheur principal à la division Technologie des accélérateurs et physique appliquée du Berkeley Lab. Peu après, les travaux ont commencé sur un prototype de canon à électrons connu sous le nom de Advanced Photoinjector EXperiment (APEX) qui deviendrait plus tard le prototype du canon à électrons LCLS-II.
Le développement du prototype de canon APEX a été dirigé par Sannibale, qui est maintenant adjoint aux opérations d'accélérateur pour Advanced Light Source (ALS) de Berkeley Lab. L'ALS génère de la lumière à partir d'électrons accélérés.
Agrafes, qui reste scientifique affilié au Berkeley Lab et participe maintenant aux travaux conceptuels sur un canon à électrons de nouvelle génération proposé par Sannibale et connu sous le nom d'APEX-2, crédité d'anciens efforts d'ingénierie par Russell "Russ" Wells de Berkeley Lab, maintenant à la retraite, et Steve Virostek sur les canons à électrons APEX et LCLS-II et l'instrumentation connexe.
Sannibale a dit, « Dix ans après avoir commencé à travailler sur ce concept au Berkeley Lab, il est très satisfaisant pour nous tous de voir les progrès rapides réalisés dans la mise en service de cet important composant LCLS-II. Laboratoire de l'accélérateur.
De gauche à droite :Daniele Filippetto, Fernando Sannibale, John Staples, et Russell Wells a participé à la R&D pour le projet de canon à électrons APEX et de ligne de faisceau d'essai au Berkeley Lab. APEX a servi de prototype pour le canon à électrons et l'injecteur du projet LCLS-II. Crédit :Roy Kaltschmidt/Laboratoire de Berkeley
Virostek, un ingénieur senior au Berkeley Lab qui a dirigé la construction du canon LCLS-II, crédité les efforts d'une équipe multidisciplinaire qui comprenait des ingénieurs, physiciens, techniciens, concepteurs mécaniques, et le personnel de l'atelier de fabrication, entre autres, en amenant le pistolet de la planche à dessin à sa phase de test.
« Un projet de cette envergure et de cette complexité nécessite une planification énorme, coordination, et savoir-faire, et notre équipe a relevé le défi, " a déclaré Virostek.
Daniele Filippetto, un scientifique du Berkeley Lab qui était responsable du système laser et du diagnostic et des mesures du faisceau d'électrons pour le canon APEX - et a dirigé les efforts visant à utiliser le prototype de canon APEX comme une sonde à électrons ultrarapide connue sous le nom d'appareil de diffusion d'électrons à taux de répétition élevé ( HiRES), mentionné, "C'est une étape très importante pour Berkeley Lab."
Il a noté que le pistolet injecteur LCLS-II et son prototype représentent « une nouvelle génération d'instrumentation ultrarapide qui est d'une importance stratégique pour les États-Unis. qui a permis au rêve de LCLS-II de devenir une réalité technologiquement réalisable."
En plus du canon à électrons lui-même, Berkeley Lab a également conçu les 2 premiers mètres de la ligne de faisceau d'électrons LCLS-II, qui comprend des composants clés pour comprimer et focaliser le faisceau d'électrons. Staples s'est dit ravi que la conception du canon à électrons LCLS-II, qui est basé sur la structure accélératrice « cavité de pilulier réentrant » qui a été conceptualisée à l'APEX, "s'est avéré fonctionner à merveille."
Il ajouta, "La physique n'est pas si difficile, mais l'ingénierie est ce qui l'a fait fonctionner. C'est un triomphe technique."
