Cerdanyola del Vallès, 5 de desembre 2018. Els sistemes de radiofreqüència (RF) de qualsevol accelerador s’encarreguen de donar energia a les partícules per retornar-los la que han perdut degut a l’emissió de radiació de sincrotró. A l’ALBA, el sistema RF de l’anell propulsor està format per un únic transmissor que incrementa l’energia dels electrons de 100MeV a 3GeV. A l’anell d’emmagatzematge, el sistema RF està compost per 12 transmissors distribuïts entre 6 plantes i mantenen l’energia dels electrons a 3GeV.
Fins fa poc, tots els amplificadors RF d'alta potència d'ALBA eren tubs de sortida inductiva (IOT). Aquests amplificadors són tubs de buit amb pistoles d'electrons on s'apliquen altes tensions (fins a 40kV) i es converteixen en potència RF. Els principals avantatges d'aquesta tecnologia són el seu cost, l’eficiència i els alts nivells de potència. A l'anell d'emmagatzematge hi ha 12 IOT que proporcionen una redundància suficient per assolir els alts nivells de fiabilitat requerits pels usuaris d'ALBA. No obstant, els requisits de potència RF de l’anell propulsor són molt menors en comparació amb l'anell d'emmagatzematge i només es necessita un transmissor. Per tal de proporcionar redundància i fiabilitat addicionals al sistema RF del propulsor, l'amplificador IOT va ser reemplaçat per un amplificador de potència d'estat sòlid que es compon de 96 transistors de potència RF distribuïts en 12 mòduls. Aquest equip va ser dissenyat i creat per l'empresa BTesa. L'esquema de combinació d'aquests mòduls i transistors permet operar fins i tot si fallen fins a un 15% dels components. També funcionen a baix voltatge (50V), fet que elimina completament els problemes de descàrrega associats a l'alt voltatge dels tubs de buit. Finalment, els mòduls s'han dissenyat per permetre la substitució anomenada "hot swap” que significa que el mòdul pot ser reemplaçat encara que el transmissor estigui funcionant a ple rendiment.
A l'esquerra, el vell IOT i els HVPS del sistema RF del propulsor. A la dreta, el nou SSPA del RF del propulsor.
Instal·lació i Funcionament
El 16 d'agost, es va iniciar el procés d'instal·lació del nou transmissor i, després de tres dies de treball, l'amplificador ja treballava a ple rendiment, amb una ona contínua de 50 kW. L'operació amb les línies de llum va començar el 5 de setembre i el nou transmissor ha estat funcionant sense problemes des de llavors. A la taula següent es mostren les característiques principals del transmissor i les mesures realitzades durant les proves:
| Paràmetre | |
|---|---|
| Freqüència | 500MHz |
| Potència Màxima CW (ona contínua) | 48kW (1.1dB compressió) |
| Rang dinàmic | > 30dB |
| Eficiència a la potència de sortida 48kW | 60% |
| Guany | 78dB |
| Ampla de banda | > 2MHz |
| Variació de fase en tot rang dinàmic | 10º |
| Contingut harmònic | > 40dBc en 2n, 3r i 4t harmònic |
| Desconnexió d'un mòdul a màxima potència | OK |
Tots els departaments i divisions del Sincrotró ALBA han participat en aquest projecte, començant per Administració que va preparar la licitació adjudicada a BTesa el 2015 per al disseny i la construcció d'aquest transmissor. El departament d'Enginyeria i Logística van analitzar els requisits estructurals del nou equip, van retirar l'IOT i els seus HVPS (subministraments d'alta tensió) el passat juliol i van participar en la instal·lació del nou transmissor. La divisió d’Informàtica va actualitzar el sistema de control per fer-lo compatible amb aquest nou sistema i el grup de RF juntament amb tota la divisió d’Acceleradors van coordinar totes aquestes tasques.
Aquest projecte està cofinançat pel Fons Europeu de Desenvolupament Regional de la Unió Europea.
