La nova línia de llum al Sincrotró Alba
FaXToR és una de les línies de llum en fase de posada en marxa al sincrotró ALBA. Les possibles aplicacions de la línia de llum inclouen tomografies assistides per ordinador estàtiques i dinàmiques en 3D en múltiples camps d'aplicació que inclouen ciència dels materials, biologia, paleontologia, ciències de la terra, patrimoni cultural i aplicacions industrials. La nova línia de llum posarà a disposició dels usuaris tècniques d'imatge basades en absorció i contrast de fase que permetrà explotar les propietats d'absorció i refracció d'una mostra a escala micromètrica. La radiografia i la tomografia computeritzada seran els protocols d'adquisició disponibles.
L'arquitectura òptica que es troba dins d'una cabina blindada radiològicament, ajustarà el feix de raig X en funció de les condicions experimentals específiques. Entre els elements òptics necessaris, hi ha un monocromador, que és un sistema que serveix per modular l'energia del feix en fer-lo difractar mitjançant dos cristalls de silici amb un recobriment especial que es poden orientar amb un cert angle de difracció respecte al feix. A més, el sistema òptic de la línia compta amb reixes refrigerades per delimitar la mida del feix, elements filtrants basats en lamines de diferents materials i elements de diagnòstic de feix com ara un monitor d'intensitat o pantalles de fluorescència per poder obtenir una imatge d'aquest. A part també disposa dels elements d'absorció per a quan sigui necessari confinar el feix de raig X en la cabina òptica sense arribar a l'estació final.
L'estació final de FaXToR que també es troba dins d'una estructura adjacent a l'òptica i blindada radiològicament i estarà equipada amb un suport porta mostres rotatiu que a part de provocar un moviment de rotació de la mostra en el seu eix vertical també permetrà posicionar-la respecte al feix incident en els tres eixos. L'última part de l'estació experimental està formada per un sistema de detectors que es poden posicionar de forma longitudinal i transversal respecte a la mostra, amb el qual es podran escanejar simultàniament les mostres amb ambdós detectors amb altes resolucions espacials i temporals. A més, una taula auxiliar que compta amb moviment longitudinal motoritzat dedicat a un possible entorn de mostra complex o bé actualitzacions futures de la línia de llum.
Pel que fa a l'enginyeria, podem dir que la nova línia FaXToR té la principal característica que pot treballar amb feix blanc. Així és com s'anomena al feix de radiació Sincrotró extret directament de l'accelerador i amb un filtratge mínim de flux. Això es tradueix a un feix que diposita alta densitat de potència als elements que s'interposen amb aquest al llarg de l'arquitectura òptica, com per exemple les pantalles de fluorescència, els miralls del monocromador o bé les mateixes làmines filtrants. Això fa que els sistemes de dissipació de potència, basats en refrigeració per aigua circulant, hagin d'estar optimitzats perquè la deformació dels elements òptics sigui mínima, i així poder maximitzar la qualitat del feix incident a la mostra.
Els sistemes de posicionament mecànic de la línia tant en la part òptica com en l'estació experimental parteixen d'un criteri de disseny basat en l'alta estabilitat i rigidesa, per evitar que les vibracions ambientals es transmetin a través de la llosa on estan ubicats i influeixin en el posicionat dels elements. És per això que aquestes mecàniques de posicionament estan dissenyades amb criteris en els quals les freqüències pròpies obtingudes a través de simulacions siguin tan altes com sigui possible, a més que els sistemes de desplaçament han de comptar amb resolucions de posicionat de dècimes de micra i també lectura d'aquesta posició. A causa d'això, el disseny de la majoria dels suports està concebut mitjançant bases de granit i els suports dels elements estan optimitzats per al que fa al de pes. Els moviments s'efectuen amb sistemes de transmissió mecànica i de guiatge d'alta precisió, accionats per motors pas a pas i lectura amb codificadors lineals.
La línia de llum FaXToR ha estat especificada per l'equip científic dirigit per Alberto Mittone i Alessandra Patera i dissenyada des del 2018 amb l'estreta col·laboració de l'oficina tècnica de la divisió d'enginyeria d'ALBA, així també com els diferents grups d'enginyeria especialitzats. També s'ha comptat amb el suport de l'equip de tècnics del Sincrotró que s'ha ocupat de la instal·lació dels components que s'han subcontractat i del muntatge dels equips que s'han dissenyat íntegrament a l'oficina tècnica, com ara l'estació experimental. FaXToR ha estat finançada per fons FEDER està en fase de posada a punt i rebrà els primers usuaris a finals del d'aquest 2024.