इंडस-2 के लिए 505.8 मेगाहर्ट्ज आरएफ गुहिका

इंसर्शन डीवाइसेस की आवश्यकताओं की पूर्ति करने हेतु, इंडस-2 के नियमित ऑपरेशन को सरल बनाने हेतु एवं स्पेयर आरऍफ़ गुहिकाओं की आपूर्ति हेतु, स्वदेशीय गुहिकाओं के निर्माण का कार्य प्रारंभ किया गयाI इसी के तहत एक 505.8 मेगाहर्ट्ज पर एक स्वदेशी, घंटी के आकार की ऑक्सीजन मुक्त तांबे से निर्मित आरएफ गुहिका डिजाइन कर विकसित की गई तथा इसका परीक्षण कर इसे सिंक्रोट्रॉन विकिरण स्रोत इंडस-2 में स्थापित और कमीशन किया गया। आरएफ गुहिका का विकास एक जटिल, बहुआयामी गतिविधि है जिसमें इलेक्ट्रोमैग्नेटिक्स, थर्मल, मैकेनिकल, फैब्रिकेशन, हायर ऑर्डर मोड्स, वैक्यूम टेक्नोलॉजी, आरएफ कैरेक्टराइजेशन और बीम इंस्टेबिलिटीज़ के क्षेत्र में विशेषज्ञता शामिल है। आधारभूत अनिर्मित सामग्री जैसे ऑक्सीजन मुक्त इलेक्ट्रॉनिक ग्रेड की कॉपर प्लेट और आयताकार छड़ों से प्रारम्भ करके, आर एफ गुहिका के घटकों को आरआरकैट कार्यशालाओं में बनाया गया है। वैक्यूम ब्रेजन तीन चरणों में किया गया, इसके बाद कुछ टॉर्च ब्रेजन और टिग वेल्डन द्वारा आर एफ गुहिका को अंतिम आकार दिया गया। सभी ब्रेजन सतहों पर कठोर उपेक्ष्य त्रुटि नियंत्रण और आंतरिक प्रोफाइल पर 0.25 मिमी के भीतर ज्यामितीय परिशुद्धता प्राप्त की गयी। रासायनिक प्रसंस्करण के बाद एल्यूमिना अपघर्षक से चमकाकर गुहा की आंतरिक सतहों पर उच्च ज्यामितीय परिशुद्धता 0.25 माइक्रॉन प्राप्त की गयी ताकि गुहिका की आतंरिक सतह को उच्च आरऍफ़ क्षेत्रों और उच्च वैक्यूम के अनुरूप बनाया जा सके। सभी जॉइंट्स का 5 x 10-11 मिली बार - लीटर / सेकंड तक परीक्षण किया गया है। एक उच्च शक्ति आरएफ इनपुट युग्मक जिसमें एल्यूमिना सिरेमिक गवाक्ष और जल शीतलित प्रेरणिक कुंडली (इंडक्टिव लूप) होते हैं, को डिजाइन कर बनाया गया है। निर्माण और वैक्यूम रिसाव परीक्षण के बाद, 36 घंटों के लिए सभी ताम्र शीतलक ट्यूबों के माध्यम से 6 बार के दबाव में 150 डिग्री सेल्सियस पर गर्म पानी प्रवाहित करके आर एफ गुहिका की बेकिंग की गयी। ठंडा होने के बाद आर एफ गुहिका में 2 x 10-9 मिलीबार का वैक्यूम स्तर हासिल किया गया है। उच्च शक्ति परीक्षण स्थापित व्यवस्था (हाई पॉवर टेस्ट सेटअप) में आरएफ गुहिका का अनुकूलन (कंडीशनिंग) और उच्च शक्ति परीक्षण 33 किलोवॉट तक किया गया, जिसके परिणामस्वरूप 4 x 10-10 मिलीबार का परम दबाव प्राप्त हुआ। विरचित आरएफ गुहिका की अनुनाद आवृत्ति 505.488 मेगाहर्ट्ज और अनलोडेड गुणवत्ता (क्वालिटी) गुणांक 39900 मापा गया है। उच्च क्रम बहुलकों (हायर आर्डर मोड्स) के कारण अस्थिरता को सुव्यतत शीतलक (प्रिसिजन चिलर) के परिवर्तनीय तापमान और उच्च क्रम बहुलक आवृत्ति प्रणाली (एचओएमएफएस) द्वारा रोका गया है। उच्च क्रम बहुलकों को ट्यूनर स्थिति, एचओएमएफएस स्थिति और आर एफ गुहिका के तापमान में भिन्नता के साथ मापा गया है। ट्यूनर और तापमान गुणांकों की गणना की गई और सह्य सीमा में पाया गया।

RF कैविटी को सभी उपतंत्रों के साथ इंडस-2 के लंबे सीधे खंड में स्थापित किया गया है। अनुकूलित आरएफ और एचओएम सेटिंग्स में, 350 कि.वोल्ट के गुहिका गैप वोल्टेज तथा कुल 55 कि.वाट. आरऍफ़ शक्ति के साथ 200 मिली एम्पियर से अधिक बीम करंट पर 2.5 गिगा इलेक्ट्रान वोल्ट ऊर्जा का ऑपरेशन इंडस-2 में प्राप्त किया गया है।

चित्र 20: फैब्रिकेटेड आरऍफ़ कैविटी	चित्र 21: इंडस-2 में स्थापित आरऍफ़ कैविटी