Resumen de Optimització del procés de construcció d'un ondulador d'imants permanents per a una font de llum sincrotró
Valentí Massana Gràcia
Aquesta tesi és un treball d’investigació sobre les inhomogeneïtats dels imants permanents que es fan servir per construir dispositius d’inserció en fonts de llum de sincrotró, en especial onduladors. El treball té dos objectius. En primer lloc, intentar modelitzar l’efecte d’aquestes inhomogeneïtats en els camps magnètics generats pels imants. Principalment s’ha estudiat les seves característiques magnètiques a partir de mesures directes dels blocs, i hem focalitzat l’estudi en les inhomogeneïtats de les components minoritàries del vector magnetització, ja que aquestes representen una de les més grans limitacions en el rendiment dels dispositius d’inserció. En segon lloc, a partir de la mesura d’aquestes característiques magnètiques, el treball s’ha centrat en la manera en que es poden minimitzar els efectes de les inhomogeneïtats als dispositius d’inserció. Normalment, això es fa a través d’una ordenació determinada dels blocs que compensi els errors generats per les inhomogeneïtats. En aquesta part s’han aplicat els mètodes numèrics d’optimització de funcions multivariants. En una primera part es descriu tot l’equip experimental que s’ha usat per fer les mesures magnètiques i mecàniques dels blocs i on s’explica com s’han caracteritzat tots els bancs del laboratori de dispositius d’inserció del sincrotró Alba, determinant l’error associat a cadascun d’ells. Els blocs magnètics individuals, que són els qui formen l’estructura magnètica global de l’ondulador, s’han mesurat amb unes bobines Helmholtz per a obtenir el vector magnetització. Amb aquests resultats, i aplicant un algorisme que minimitzi la component principal de camp, s’han agrupat els imants en grups (mòduls) d’ 1 (singlets) o 3 blocs (triplets). Aquests mòduls s’han mesurat amb bancs de mesura basats en el principi d’inducció de Faraday per determinar la seva signatura, és a dir, la dependència transversal de la integral de camp. Novament, aplicant un algorisme que minimitzi la primera integral de camp total del dispositiu, s’ha determinat l’ordre dels mòduls dins de l’estructura magnètica global. En una segona part, es descriuen els fonaments teòrics que permeten crear models matemàtics dels imants i que permeten implementar programes per ajustar models morfològics parametritzats d’inhomogeneïtats, com també optimitzar l’ordenació dels blocs i optimització final dels dispositius d’inserció. L’objectiu en aquesta segona part ha estat l’elaboració d’un algorisme que permeti construir segments d’ondulador amb baix error a partir d’imants amb un cert grau d’inhomogeneïtat. Finalment, el treball s’ha centrat en fer un seguiment in-situ del muntatge i verificar que les prediccions fetes en base a aquest model tenen una gran concordança amb les mesures experimentals.
