Sünkrotronvalgusallikas
Sünkrotronvalgusallikas on sünkrotroni poolt toodetud elektromagnetilise kiirguse allikas. Kiirgust saab teaduslikel ja tehnilistel eesmärkidel kunstlikult toota spetsiaalsete osakeste kiirendite abil, tavaliselt elektrone kiirendades. Kui suure energiaga elektronikiirgus on genereeritud, suunatakse see abikomponentidesse, nagu painutusmagnetid ja sisestusseadmed (undulaatorid või vingerdajad) salvestusrõngastes ja vabaelektronilaserites. Need varustavad kiirega risti asetsevaid tugevaid magnetvälju, mida on vaja kõrge energiaga elektronide energia muundamiseks valguseks või mõneks muuks elektronmagnetilise kiirguse vormiks.
Sünkrotronkiirgus võib esineda kiirendites kas häirivana osakestefüüsika eksperimentides või tahtlikult paljude laboratoorsete kasutusviiside puhul. Elektronid kiirendatakse mitmes etapis suurele kiirusele, et saavutada lõppenergia, mis võib olla GeV vahemikus. Suures hadronite põrguti (LHC) tekitavad ka prootonite kobarad kiirendades vaakumväljas suureneva amplituudi ja sagedusega kiirgust, tekitades fotoelektroneid. Fotoelektronid teevad seejärel toru seintelt sekundaarelektronid, mille sagedus ja tihedus suureneb kuni 7x1010. Iga prooton võib selle nähtuse tõttu kaotada 6,7keV ühe pöörde kohta. Seega võivad nii elektronide sünkrotroonid kui ka prootonite sünkrotroonid olla valgusallikaks.
Sünkrotronvalguse peamised rakendused on kondenseeritud aine füüsikas, materjaliteaduses, bioloogias ja meditsiinis. Paljud sünkrotronvalguse abil tehtavad katsed uurivad aine struktuuri elektroonilise struktuuri subnanomeetri tasandilt kuni mikromeetri ja millimeetri tasandini. See on oluline meditsiinilises pildistamises. Üks näide praktilisest tööstuslikust rakendusest on mikrostruktuuride valmistamine litograafia, galvaanilise katmise ja vormimise (LIGA) protsessi abil.
Küsimused ja vastused
K: Mis on sünkrotronvalgusallikas?
V: Sünkrotronvalgusallikas on elektromagnetilise kiirguse allikas, mida toodetakse spetsiaalses osakeste kiirendis, tavaliselt elektronide kiirendamisel.
K: Kuidas tekivad tugevad magnetväljad, et muuta suure energiaga elektronide energia valguseks või muudeks elektromagnetilise kiirguse vormideks?
V: Tugevaid magnetvälju tekitavad abikomponendid, näiteks painutusmagnetid ja sisestusseadmed (undulaatorid või vingerdajad) salvestusrõngastes ja vabaelektronilaserites. Need tekitavad tugeva magnetvälja, mis on risti kiirga, mis on vajalik kõrge energiaga elektronide energia muundamiseks valguseks või mõneks muuks elektronmagnetilise kiirguse vormiks.
K: Milliseid osakesi saab sünkrotronis kiirendada?
V: Elektroneid saab kiirendada suure kiirusega mitmes etapis, et saavutada lõppenergia, mis võib olla GeV vahemikus. Lisaks sellele tekitavad ka prootonikogumid vaakumväljas kiirendades kiirguse suureneva amplituudi ja sagedusega kiirgust, tekitades fotoelektroneid.
K: Milliseid rakendusi on sünkrotronvalgusel?
V: Sünkrotronvalguse peamised rakendused on kondenseeritud aine füüsikas, materjaliteaduses, bioloogias ja meditsiinis. Paljud eksperimendid, milles kasutatakse sünkrotronvalgust, uurivad aine struktuuri alates elektroonilise struktuuri nanomeetri tasandist kuni mikromeetri ja millimeetri tasandini. See on oluline meditsiinilises pildistamises. Üks näide praktilisest tööstuslikust rakendusest on mikrostruktuuride valmistamine litograafia, galvaanilise katmise ja vormimise (LIGA) protsessi abil.
K: Kui palju energiat kaotab iga prooton selle nähtuse tõttu ühe pöörde kohta?
V: Iga prooton võib selle nähtuse tõttu kaotada 6,7 keV ühe pöörde kohta.
K: Millist tüüpi kiirendid toodavad tavaliselt neid allikaid?
V: Sünkrotronvalgusallikaid toodetakse tavaliselt spetsiaalsete osakeste kiirendite abil, näiteks salvestusrõngaste ja vabaelektronilaserite abil.
