XPP, инструментът за рентгенова помпа за сонда в Linac Coherent Light Source (LCLS), отново е онлайн и приветства изследователите след цялостна реконструкция. Основният ремонт подготви XPP за значителното увеличение на излъчването на рентгенови лъчи, очаквано от текущото надграждане с висока-енергия до LCLS в Националната ускорителна лаборатория SLAC на Министерството на енергетиката. LCLS е пионерско с-електронно лазерно съоръжение без рентгенови лъчи, използвано от учени по целия свят за заснемане на ултрабързи моментни снимки на природни процеси.
„Завършването на възстановяването на XPP-навреме и в-бюджет е ключов крайъгълен камък за усилията за високо-енергийно надграждане и ние сме развълнувани, че инструментът се връща в подкрепа на изследователи от цял свят“, каза Джон Хоган, директор на проекта за високоенергийното надграждане LCLS-. „Това беше огромно екипно усилие, включващо партньори от инженерните, научните и проектните екипи на SLAC.“
От дебюта си през 2010 г. XPP даде възможност за новаторски изследвания в науката за материалите-от съхранение на квантова информация до динамика на материалите във времеви мащаби-, както и изследвания в областта на химията, физиката и бионауките. Изследователите са използвали XPP за пионер в технологиите за рентгенова-оптика, включително базирани на кухина рентгенови-осцилатори, които оформят бъдещите съоръжения за-без рентгенови-електронни лазери.
Неотдавнашната-продължила{0}}реконструкция подготви XPP за предстоящото високо-енергийно надграждане до LCLS, което започна през 2025 г. и ще отнеме около две години за завършване. След надстройката LCLS ще произвежда високо-енергийни рентгенови-лъчи при честота на повторение до милион импулса в секунда, позволявайки на XPP да събира повече данни, да постига по-висока пространствена разделителна способност и да поддържа по-широк набор от експерименти.
„През 2010 г. XPP стана първият инструмент в света, който използва твърди рентгенови -лъчи от {-рентгенов свободен{3}}електронен лазер,“ каза Такахиро Сато, ръководител на XPP инструмента. „Това беше инструмент, който използвахме за разработване на нови експериментални инструменти и техники и за демонстриране на свръхбърза наука. С това надграждане ние му позволяваме да остане в челните редици на тази област.“
За да подготвят XPP за голямото увеличение на фотоните, по-високите енергии и свързаните топлинни натоварвания, екипите премахнаха целия инструмент, като премахнаха старите компоненти и възстановиха инструмента с нови и обновени части.
Ключово допълнение е голям офсетов двукристален монохроматор, който ще бъде крио{0}}охлаждан с помощта на течен азот до приблизително -260 градуса F, за да се справи с увеличените топлинни натоварвания и да минимизира температурните колебания по време на експерименти.
Екипът също така надгради системата за мултиплексиране, която може да раздели рентгеновия лъч LCLS-на две-насочвайки един поток към XPP, докато изпраща друг надолу по веригата към други инструменти-така че множество експерименти да могат да се провеждат наведнъж. Новата система за мултиплексиране заменя старата и е по-надеждна и стабилна.
„Тази-мащабна реконструкция се проведе в рамките на действащо съоръжение и аз се гордея с начина, по който екипът ни работи, за да планира внимателно графика и да се координира с други екипи, за да се случи“, каза Ребека Армента, водещ инженер за реконструкцията на XPP.
XPP се връща към нормални операции тази пролет и ще види значително увеличение на възможностите, когато високо{0}}енергийният лъч влезе онлайн към края на 2027 г.
Екипът ще продължи избраните надстройки по време на планираните престои тази година, включително подмяна на съществуващите системи за задържане на лъча с версии, които ще бъдат съвместими с по-високи енергии и надграждане на лазера с оптична помпа с нова система, предназначена за надградения LCLS.
„Все още има работа за вършене, но е страхотно да видим инструмента отново в експлоатация на потребителите“, каза Дилинг Джу, водещ учен по прибори за високо{0}}енергийното надграждане на LCLS и заместник-директор на отдела за наука, изследвания и развитие на LCLS. „Имаме сътрудници от цял свят, които с нетърпение чакаха XPP да се върне онлайн и ние сме развълнувани да ги приветстваме отново.“
