Descrizione della XACT facility

La camera a vuoto, mostrata in Figura 60, è stata realizzata dalla CINEL di Padova. Essa include un tubo di 16 metri di lunghezza alle cui estremità sono poste la sorgente di raggi X (tipo microfocus multianodo) ed una sezione di test. Il tubo consiste di 11 pezzi di 1 o 2 metri di lunghezza a sezione circolare, il cui diametro varia seguendo la divergenza del fascio di raggi X da un minimo di 150 mm, dal lato della sorgente X, a un massimo di 630 mm, all'estremità della sezione di test. Il lungo tubo che connette le due teste serve a collimare il fascio e rendere puntiforme la sorgente ai fini degli esperimenti. Alla fine del 2005 esso è stato smontato e l'intero laboratorio è stato trasferito in un nuovo più ampio locale sito in Via G.F. Ingrassia n. 31 a Palermo. Nel corso del 2006 la camera a vuoto sarà riassemblata includendo le nuove parti realizzate con il finanziamento PON/MIUR sopra menzionato. Il sistema avrà una lunghezza totale di circa 35 metri ed includerà una camera di test del diametro di 2000 mm, appositamente progettata per il test di ottiche in raggi X. Il sistema di pompaggio criogenico verrà interamente sostituito da un sistema di pompaggio basato su pompe turbomolecolari a levitazione magnetica, in parte finanziato dal Ministero dell'Economia, tramite l'Ufficio Innovazione Tecnologica dell'INAF. Si aggiungerà al sistema un monocromatore per raggi X (0.1 - 20 keV) in grado di mantenere fissa la direzione del fascio di uscita indipendentemente dall'energia selezionata. Anch'esso fa parte delle attrezzature finanziate dal progetto PON/MIUR di cui sopra.

Figura 61: Una delle interfacce grafiche del software di controllo del sistema da vuoto della XACT facility.

Il sistema di pompaggio, che è interamnente a secco e garantisce un vuoto molto pulito e privo di contaminazioni di carbonio, ha rispetto al precedente sistema basato su pompe criogeniche il vantaggio di non produrre vibrazioni, di essere estremamente più affidabile, più silenzioso, non richiede interruzioni per la rigenerazione delle pompe e non necessita praticamente di alcuna manutenzione.. Tutte le apparecchiature per la gestione del vuoto (es: pompe, valvole, misuratori di pressione e temperatura, etc.) vengono controllate remotamente da uno dei computer della LAN del laboratorio. Il software di controllo sviluppato per questa specifica applicazione, è dotato di una intuitiva interfaccia grafica, esegue una serie di controlli di sicurezza su ciascuna delle azioni richieste dall'operatore ed inoltre esegue continuamente delle verifiche su alcuni parametri critici del sistema, evidenziando la presenza di eventuali anomalie. Figura 61 mostra una delle interfacce grafiche del software di controllo.

La camera di test (figura 62) è un cilindro in acciaio di 1 metro di diametro per 1 metro di lunghezza con diverse porte per ispezioni, strumentazione e flangie passa cavi. Il portellone principale del diametro di un metro si apre all'interno di una camera pulita classe 1000 (figura 62).

Figura 62: Il pannello di sinistra mostra la camera di test. Il pannello di destra mostra l'interno della camera pulita entro cui si apre il portellone della camera di test.

=1.0cm

Per la movimentazione di filtri, rivelatori, fenditure o pin-holes, è disponibile, all'interno della camera di test, un sistema di micromovimentazione da vuoto controllato da computer composto da due stadi lineari con una corsa di 8 pollici ciascuno, uno stadio X-Y con una corsa di 6 pollici su ciascun asse e un tavolo girevole con corsa di 360 gradi su cui è montato il piano di lavoro con la strumentazione di misura. Ruotando il piano di lavoro posto all'interno della camera di test attorno all'asse verticale è possibile orientare l'intero apparato di misura verso la sorgente di raggi X (tubo a vuoto principale), o alternativamente verso la beam-line UV/visibile montata su una porta laterale della camera di test (Figura 63).

Figura 63: Fotografia della beam-line UV/Visibile allocata su una porta laterale della camera di test.

La beam-line UV/Visibile consiste di un monocromatore con reticolo a incidenza radente che copre il range 10-3000 Å, e un monocromatore ad incidenza normale che copre il range 2700-7500 Å. Una sorgente di raggi X a impatto di elettroni a singolo anodo, una sorgente UV di tipo Penning a gas intercambiabili e una sorgente UV del tipo a catodo cavo a gas intercambiabili, in grado di fornire intense righe di emissione, possono essere utilizzate alternativamente. Sono anche disponibili Diverse lampade visibili.

Per la rivelazione dei raggi X sono disponibili due contatori proporzionali a circolazione di gas di tipo commerciale, con una risoluzione energetica di $\sim 34 \%$ a 1.5 keV, un contatore proporzionale a gas scintillante, sviluppato presso il nostro laboratorio, con una risoluzione energetica di $\sim 20 \%$ a 1.5 keV, un rivelatore allo stato solido a singolo pixel sensibile nella banda 2-30 keV, ed un rivelatore a piastre di microcanali di 40 mm di diametro con una risoluzione spaziale di $\sim 100~\mu m$. É inoltre disponibile un monocromatore di raggi X a reticolo di trasmissione (1000 linee/mm) che lavora nell'intervallo di energie ( $\sim 0.1 - 2~keV$) con una efficienza del 10% al primo ordine. Tabella 1 riassume le diverse possibili configurazioni di sorgenti, monocromatori, e rivelatori utilizzabili presso la XACT facility in diversi intervalli di lunghezze d'onda.

Tabella 1: Sorgenti, monocromatori, e rivelatori disponibili presso la XACT facility

$\lambda [$Å$]$	Sorgente	Monocromatore	Rivelatore
$~~~0.3-~100$	Sorgente di raggi X	Reticolo di trasmissione,	GFPC, GSPC
	a impatto di elettroni	Reticolo di riflessione	MCP,SSD
		a incidenza radente
$~~50-~350$	Sorgente Penning	Reticolo di riflessione	MCP, Fotodiodo
	a gas intercambiabili	a incidenza radente	senza finestra
$~300-1200$	Sorgente a catodo cavo	Reticolo di riflessione	MCP, Fotodiodo
	a gas intercambiabili	a incidenza radente	al silicio
$1100-3000$	Sorgente a catodo cavo	Reticolo di riflessione	FUV PMT,Fotodiodo
	a gas intercambiabili	a incidenza radente	al silicio
$2537$	Lampada al mercurio	Reticolo di riflessione	FUV PMT, Fotodiodo
		a incidenza radente	al silicio
$2700-7500$	Lampada alogena	Reticolo di riflessione	Fotodiodo
		a incidenza normale	al silicio, PMT

GFPC = Contatore Proporzionale a Flusso di Gas, GSPC = Contatore Proporzionale a Gas Scintillante,
MCP = Piastra a Microcanali, PMT = Tubo Fotomoltiplicatore. SSD = Rivelatore allo stato solido, banda 2 - 30 keV