ระบบแม่เหล็ก (Magnet System) เป็นหนึ่งในองค์ประกอบสำคัญของเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนระดับพลังงาน 3 GeV ทำหน้าที่ควบคุมและกำหนดเส้นทางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน และควบคุมลำอิเล็กตรอนให้มีคุณสมบัติตามที่ต้องการ

เพื่อรองรับการพัฒนาเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนระดับพลังงาน 3 GeV สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) ได้ดำเนินการพัฒนา ต้นแบบแม่เหล็ก (Magnet Prototype) สำหรับวงกักเก็บอิเล็กตรอน (Storage Ring) และเครื่องเร่งอนุภาคแนววงกลม (Booster Synchrotron) โดยร่วมมือกับผู้ผลิตภายในประเทศ ตั้งแต่การออกแบบทางฟิสิกส์และวิศวกรรม การจัดทำแบบสำหรับการผลิต การผลิตแกนแม่เหล็กและขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า การประกอบแม่เหล็ก ไปจนถึงการตรวจสอบและทดสอบคุณสมบัติของแม่เหล็กแต่ละชนิด

แม่เหล็กแต่ละชนิดมีหน้าที่ต่างกัน และมีชื่อเรียกตามจำนวนขั้วแม่เหล็กดังนี้

• แม่เหล็กสองขั้วDipole

  มีหน้าที่บังคับให้อิเล็กตรอนเลี้ยวโค้ง และเป็นจุดที่ทำให้เกิดแสงซินโครตรอน

• แม่เหล็กสี่ขั้วQuadrupole

  มีหน้าที่โฟกัสลำอิเล็กตรอน

• แม่เหล็กหกขั้วSextupole

  มีหน้าที่แก้ไขผลกระทบจากความคลาดเคลื่อนของพลังงานของอิเล็กตรอน

• แม่เหล็กแปดขั้วOctupole

  มีหน้าที่แก้ไขผลกระทบจากความคลาดเคลื่อนของสนามแม่เหล็กแบบไม่เป็นเชิงเส้น ทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ได้เสถียรขึ้น

ก่อนที่อิเล็กตรอนจะเข้าสู่วงกักเก็บอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนจะต้องถูกเร่งและเตรียมให้มีพลังงานสูงถึง 3 GeV และมีคุณสมบัติตามที่กำหนด โดยเครื่องเร่งอนุภาคแนววงกลมทำหน้าที่เป็นส่วนสำคัญในการเร่งพลังงานและควบคุมลำอิเล็กตรอนให้เป็นไปตามเงื่อนไขที่ต้องการ จึงต้องอาศัยแม่เหล็กหลายชนิดที่ทำงานร่วมกันอย่างแม่นยำ ต้นแบบแม่เหล็กสำหรับเครื่องเร่งอนุภาคแนววงกลมประกอบไปด้วย

• Combined Dipole Magnet BD
• Quadrupole Magnet QF, QD
• Sextupole Magnet SF/SD
• Correcting Magnet CH

• ต้นแบบแม่เหล็กสองขั้ว-สี่ขั้ว-หกขั้วCombined Dipole Magnet

  

  

  สนามแม่เหล็ก

  1.048T2.084T/m29.995T/m²

  กระแสไฟฟ้าสูงสุด

  665A

• ต้นแบบแม่เหล็กสี่ขั้ว-หกขั้วCombined Quadrupole Magnet

  

  

  สนามแม่เหล็ก

  19.395T/m22.326T/m²

  กระแสไฟฟ้าสูงสุด

  300A

• ต้นแบบแม่เหล็กสี่ขั้วQuadrupole Magnet

  

  

  สนามแม่เหล็ก

  0.7T/m

  กระแสไฟฟ้าสูงสุด

  20A

• ต้นแบบแม่เหล็กหกขั้วSextupole Magnet

  

  

  สนามแม่เหล็ก

  133T/m²

  กระแสไฟฟ้าสูงสุด

  81A

• ต้นแบบแม่เหล็กสองขั้วHorizontal Correcting Magnet

  

  

  สนามแม่เหล็ก

  0.1T

  กระแสไฟฟ้าสูงสุด

  12A

วงกักเก็บอิเล็กตรอนของเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนระดับพลังงาน 3 GeV มีการออกแบบการจัดเรียงแม่เหล็กในรูปแบบ Double Triple Bend Achromat (DTBA) โดยต้นแบบแม่เหล็กที่พัฒนาขึ้นครอบคลุมชุดแม่เหล็กสำหรับครึ่งเซลล์ (Half-cell) ของโครงสร้างการจัดเรียงแม่เหล็กดังกล่าว ภายในหนึ่ง Half-cell ประกอบด้วยแม่เหล็กหลายชนิดที่ทำงานร่วมกัน เพื่อควบคุมทั้งทิศทาง ขนาด และคุณภาพของลำอิเล็กตรอน ได้แก่

• Dipole Magnet BM1, BM2
• Combined Dipole-Quadrupole Magnet DQ1
• Quadrupole Magnet QF, QD
• Sextupole Magnet SF, SD
• Octupole Magnet OF

• ต้นแบบแม่เหล็กสองขั้วDipole Magnet

  

  

  สนามแม่เหล็ก

  0.87T

  กระแสไฟฟ้า

  530A

• ต้นแบบแม่เหล็กสองขั้ว-สี่ขั้วCombined Dipole-Quadrupole Magnet

  

  

  สนามแม่เหล็ก

  0.60T26.4T/m

  กระแสไฟฟ้า

  145A

• ต้นแบบแม่เหล็กสี่ขั้วQuadrupole Magnet

  

  

  สนามแม่เหล็ก

  44 – 60T/m

  กระแสไฟฟ้า

  85 – 113A

• ต้นแบบแม่เหล็กหกขั้วSextupole Magnet

  

  

  สนามแม่เหล็ก

  1,800T/m²

  กระแสไฟฟ้า

  85A

• ต้นแบบแม่เหล็กแปดขั้วOctupole Magnet

  

  

  สนามแม่เหล็ก

  72,000T/m³

  กระแสไฟฟ้า

  103A