ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2565 สิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับลำแสงไอโซโทปหายาก (FRIB)ที่รอคอยมานานได้เปิดประตูต้อนรับนักวิทยาศาสตร์ที่กระตือรือร้นที่จะทดลองนิวเคลียสอะตอมแปลกใหม่ที่ในหลายกรณีไม่เคยมีมาก่อนบนโลก FRIB ซึ่งสร้างขึ้นในช่วงแปดปีที่ผ่านมา ในสหรัฐอเมริกา คาดว่าจะให้แสงสว่างใหม่เกี่ยวกับคำถามพื้นฐานในฟิสิกส์นิวเคลียร์ รวมถึงองค์ประกอบส่วนใหญ่ในจักรวาล
ถูกสร้างขึ้น
อย่างไรในการระเบิดของดวงดาวและการระเบิดของซุปเปอร์โนวา ในขณะเดียวกันก็เปิดใช้งาน นวัตกรรมที่สำคัญในสาขาต่างๆ เช่น การแพทย์ การค้นพบวัสดุ และวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม ทั้งหมดนี้จะทำให้เป็นไปได้ด้วยเครื่องเร่งอนุภาคไอออนหนักที่ทรงพลังที่สุดในโลก ซึ่งสามารถขับเคลื่อนนิวเคลียส
ของอะตอมของธาตุที่เสถียรใดๆ ให้มีความเร็วเป็นครึ่งหนึ่งของความเร็วแสง โดยการชนไอออนที่มีพลังงานสูงถึง 200 MeV กับเป้าหมาย สัญญาว่าจะผลิตไอโซโทปหายากในอัตราลำดับความสำคัญที่สูงกว่าที่เป็นไปได้ในโรงงานอื่นที่คล้ายคลึงกัน ในขณะเดียวกันก็ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถ
เข้าถึงไอโซโทปที่ยังไม่ได้รับการสังเคราะห์ หรือตรวจพบที่นี่บนโลก พลังการเร่งความเร็วของอาคารนี้ทำได้ด้วยช่องความถี่วิทยุที่มีตัวนำยิ่งยวด 324 ช่องกระจายอยู่รอบๆ โครงสร้างเชิงเส้น 500 ม. ภายในตัวสะท้อนเสียงเหล่านี้ สัญญาณ RF ระดับต่ำจะถูกกระตุ้นโดยชุดเครื่องขยายกำลังจากความแรง
ของสัญญาณเพียงไม่กี่มิลลิวัตต์จนถึงความเข้มของลำแสงสูงสุดที่ 400 กิโลวัตต์ ซึ่งมากกว่าตัวเร่งความเร็วที่ ออกแบบมาเพื่อแทนที่ประมาณ 1,000 เท่า ห้อง ปฏิบัติการไซโคลตรอนตัวนำ ยิ่งยวดแห่งชาติ ไม่เหมือนกับรุ่นก่อนและสิ่งอำนวยความสะดวกขนาดใหญ่อื่น ๆ ส่วนใหญ่ที่มีอยู่ ใช้ประโยชน์
จากแอมพลิฟายเออร์โซลิดสเตตเพื่อเร่งลำแสง ผู้เชี่ยวชาญด้านอิเล็กทรอนิกส์กำลังที่ออกแบบและผลิตเพาเวอร์แอมป์สำหรับ FRIB กล่าวว่า “ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการปรับปรุงครั้งใหญ่ในเทคโนโลยีทรานซิสเตอร์ ซึ่งหมายความว่าชิปแต่ละตัวสามารถส่งพลังงานได้มากขึ้น” “ที่ความถี่ประมาณ 80 MHz
ไปจนถึง
ความถี่ที่ใกล้ถึงระดับกิกะเฮิรตซ์ ทรานซิสเตอร์แต่ละตัวจะได้รับมากกว่า 1 กิโลวัตต์” การปรับปรุงกำลังขับดังกล่าวทำให้ระบบโซลิดสเตตเป็นทางเลือกที่ใช้งานได้แทนเทคโนโลยีท่อสุญญากาศแบบดั้งเดิม เช่น ท่อส่งออกแบบแอคทีฟ และเทโตรด อุปกรณ์ที่สร้างขึ้นเหล่านี้สามารถสร้างพลังงานได้
ไม่กี่เมกะวัตต์จากหลอดเดียว แต่ความน่าเชื่อถืออาจเป็นปัญหาได้: ประสิทธิภาพของอุปกรณ์จะค่อยๆ ลดลงตั้งแต่เปิดสวิตช์ ซึ่งลดปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่จะแปลงเป็นสัญญาณไมโครเวฟ พวกเขายังแนะนำจุดล้มเหลวเพียงจุดเดียวที่คาดเดาไม่ได้เข้ามาในระบบ บางครั้งก็บังคับให้สิ่งอำนวยความสะดวก
ต้องปิดตัวลงเพื่อซ่อมแซมในช่วงเวลาที่จัดสรรให้กับการทดลองทางวิทยาศาสตร์ “ทั้งซัพพลายเออร์ด้านเทคโนโลยีและผู้ใช้กำลังเลิกใช้เทคโนโลยีท่อ” “ทั้งการลงทุนเริ่มต้นและต้นทุนการดำเนินงานเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ ในทางตรงกันข้าม พลังงานที่ส่งมาจากแอมพลิฟายเออร์โซลิดสเตต
จะคงที่ตลอดอายุการใช้งาน ความพร้อมใช้งานของตัวเร่งความเร็วสำหรับการทดลองทางวิทยาศาสตร์สามารถขยายได้สูงสุดโดยการสร้างความซ้ำซ้อนในการออกแบบ ใช้ประโยชน์จากสถาปัตยกรรมโมดูลาร์เต็มรูปแบบที่รวมโมดูลทรานซิสเตอร์หลายตัวเข้ากับยูนิตขยายกำลังไฟฟ้าที่ติดตั้งบนแร็ค
“เราไม่ได้ใช้งานหน่วยที่ 100% ของความสามารถของพวกเขา หากทรานซิสเตอร์ตัวหนึ่งทำงานล้มเหลว เราสามารถชดเชยด้วยแอมพลิฟายเออร์อื่นๆ ในระบบในขณะที่คันเร่งยังทำงานอยู่” เลาอธิบาย “เราทราบเวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลวของอุปกรณ์ ดังนั้นเราจึงสามารถคำนวณความซ้ำซ้อน
ที่ควรสร้างไว้ในระบบเพื่อให้เครื่องขยายสัญญาณเสียงทำงานได้ตลอดการทดลอง” ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด สามารถเปลี่ยนเพาเวอร์แอมป์ทั้งชุดได้ในขณะที่โรงงานยังทำงานอยู่ ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่า “การสลับด่วน” โมดูลทรานซิสเตอร์หรือ “พาเลท” แต่ละตัวยังได้รับการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง
ระหว่าง
การทำงานเพื่อให้สามารถบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ได้ “การดูสถานะของพาเลทต่างๆ เป็นข้อได้เปรียบจริงๆ” เลาแสดงความคิดเห็น “ถ้าเราเห็นการเบี่ยงเบนใดๆ เช่น ในการปล่อยพลังงาน เราสามารถเลือกที่จะเปลี่ยนยูนิตเครื่องขยายเสียงในช่วงเวลาที่เครื่องหยุดทำงานตามกำหนด
ในการตรวจสอบว่าทรานซิสเตอร์สามารถทนต่อพลังงานสะท้อนที่รุนแรงได้ แอมพลิฟายเออร์แต่ละยูนิตจะต้องผ่านการทดสอบการเบิร์นอินอย่างเข้มงวดก่อนที่จะส่งไปติดตั้งที่ FRIB การติดตั้งแบบชั้นวางขนาดเล็กถูกสร้างขึ้นเพื่อให้เครื่องขยายกำลังที่แตกต่างกันสามารถรวมเข้าด้วยกันได้
จากนั้นจึงใช้ตัวเปลี่ยนเฟสเพื่อจำลองสภาพการสะท้อนภายในตัวเร่งความเร็ว สำหรับ “ขั้นตอนที่แย่ที่สุด” ซึ่งเทียบเท่ากับกำลังที่สะท้อนกลับมากที่สุด การปล่อยจากเพาเวอร์แอมป์ได้รับการทดสอบอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาอย่างน้อย 24 ชั่วโมง การสื่อสารอย่างใกล้ชิดกับทีมงานโครงการเป็นสิ่งสำคัญตลอด
ทั้งโครงการ ตั้งแต่ข้อเสนอการออกแบบเบื้องต้นไปจนถึงการติดตั้งเครื่องขยายกำลังขั้นสุดท้าย “เรามีการประชุมทุก 2 สัปดาห์สำหรับแต่ละโครงการที่กำลังดำเนินอยู่ ซึ่งช่วยให้เราได้รับคำติชมจากลูกค้าและพูดคุยเกี่ยวกับปัญหาเฉพาะต่างๆ” “มีสิ่งที่เราคิดไม่ถึงอยู่เสมอ และนั่นจำเป็นต้องปรับเปลี่ยน
แม้ว่าจะเป็นบางสิ่งที่เรียบง่าย เช่น น้ำหล่อเย็นจ่ายมาจากด้านบนหรือด้านล่างของระบบ” การสนทนาอย่างต่อเนื่องนั้นทำให้ทีมงานโครงการ สามารถติดตั้งและกำหนดค่าแอมพลิฟายเออร์ยูนิตหลายร้อยตัวสำหรับจ่ายไฟให้กับตัวสะท้อนประเภทต่างๆ ที่ใช้ในตัวเร่งความเร็ว “พวกเขามีส่วนร่วมและคุ้นเคย
แนะนำ 666slotclub / hob66
