作者:唐凤 来源:中国科学报 发布时间:2015/9/1 8:31:56
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瑞典下一代X射线源点火

瑞典MAX-IV实验室   图片来源:Perry Nordeng

电子开始在瑞典隆德的一个加速器中运行,研究人员希望,这标志着X射线科学的新纪元。

粒子加速器能产生被广泛用于从结构生物学到材料科学等领域的X射线。下一代技术有望降低全世界X射线源的成本,同时提高其性能,并进行之前无法实现的实验。

项目总监Christoph Quitmann在接受《自然》杂志采访时表示,当地时间8月25日下午10点,首个电子束开始在隆德MAX IV设备的一个528米长、3吉电子伏特(GeV)的机器中运行。据悉,MAX IV是全世界首个第四代同步加速器。

“这意味着有些东西是命中注定不会提前发生的。”美国加州斯坦福直线加速器中心(SLAC)加速器物理学家Robert Hettel说,“过去许多环都很难达到这种早期的里程碑。”

伊利诺伊州阿贡国家实验室X射线物理学家Chris Jacobsen表示,在演示第四代技术时,“获得第一束X射线是绝对重要的第一步”。他认为,MAX IV正“引领世界踏上同步加速光源的新道路”。

据悉,MAX IV是在现有的MAX I、II、III基础上进行升级改造的,装置将提供宽能区范围内的最佳性能的同步辐射,以最大程度地满足各类研究和应用需求。在加速器中,电子束以接近光速的速度在环形真空管中环流。强有力的“弯曲磁铁”能控制电子环流,并“聚集”磁力推动电子联合起来抗拒相互斥力。然后,电子穿过能将它们向一边晃动的特殊磁铁,产生X射线脉冲,即同步加速辐射。

第四代技术最重要的创新在于采用了更狭窄的电子环流真空管。MAX IV的真空管直径只有22毫米,只相当于现有加速器的一半。这将有助于它获得更强的磁力。科学家表示,第四代光源有望将电子挤压成更紧密的光束,以便产生能将更多光子挤压到一个更紧密更明亮的光束中的X射线脉冲。

Jacobsen指出,这将有助于研究人员在几分钟里进行第三代设备需要几天才能进行的实验。最终,MAX IV产生的光束将有助于材料学家研究电池内部的化学反应,或帮助结构生物学家观察更小的蛋白质晶体的结构。(唐凤)

《中国科学报》 (2015-09-01 第3版 国际)
 
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