Sinhrotrona gaismas avots
Sinhrotrona gaismas avots ir elektromagnētiskā starojuma avots, ko rada sinhrotrons. Starojumu var mākslīgi radīt zinātniskiem un tehniskiem mērķiem, izmantojot specializētus daļiņu paātrinātājus, parasti paātrinot elektronus. Kad augstas enerģijas elektronu staru kūlis ir radīts, to novirza uz palīgkomponentiem, piemēram, lieces magnētiem un ievietošanas ierīcēm (undulatoriem vai wiggleriem) glabāšanas gredzenos un brīvo elektronu lāzeriem. Tie nodrošina spēcīgus magnētiskos laukus, kas ir perpendikulāri staru kūlim un ir nepieciešami, lai pārvērstu augstas enerģijas elektronu enerģiju gaismā vai citā elektronmagnētiskā starojuma formā.
Sinhrotron starojums var rasties paātrinātājos vai nu kā traucēklis daļiņu fizikas eksperimentos, vai arī mērķtiecīgi daudzu laboratoriju vajadzībām. Elektroni tiek paātrināti līdz lielam ātrumam vairākos posmos, lai sasniegtu galīgo enerģiju, kas var būt GeV diapazonā. Arī Lielajā hadronu paātrinātājā (LHC) protonu kūļi, paātrinoties vakuuma laukā, rada starojumu ar pieaugošu amplitūdu un frekvenci, veidojot fotoelektronus. Fotoelektroni pēc tam no cauruļu sieniņām veido sekundāros elektronus ar pieaugošu frekvenci un blīvumu līdz 7x1010. Katrs protons šīs parādības dēļ var zaudēt 6,7keV vienā pagriezienā. Tātad gan elektronu sinhrotroni, gan protonu sinhrotroni var būt gaismas avots.
Sinhrotrona gaisma galvenokārt tiek izmantota kondensēto vielu fizikā, materiālzinātnē, bioloģijā un medicīnā. Daudzos eksperimentos, izmantojot sinhrotrona gaismu, tiek pētīta vielas struktūra no elektroniskās struktūras subnanometra līmeņa līdz mikrometra un milimetra līmenim. Tas ir svarīgi medicīniskajā attēlveidošanā. Praktiska rūpnieciska pielietojuma piemērs ir mikrostruktūru ražošana litogrāfijas, galvanizācijas un formēšanas (LIGA) procesā.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir sinhrotroniskās gaismas avots?
A: Sinhrotronga gaismas avots ir elektromagnētiskā starojuma avots, ko rada specializēts daļiņu paātrinātājs, parasti paātrinot elektronus.
J: Kā tiek radīti spēcīgi magnētiskie lauki, lai pārvērstu augstas enerģijas elektronu enerģiju gaismā vai cita veida elektromagnētiskajā starojumā?
A: Spēcīgus magnētiskos laukus rada tādi palīgkomponenti kā lieces magnēti un ievietošanas ierīces (undulatori vai wigglers) uzglabāšanas gredzenos un brīvo elektronu lāzeri. Tie rada spēcīgus magnētiskos laukus, kas ir perpendikulāri staru kūlim un ir vajadzīgi, lai pārvērstu augstas enerģijas elektronu enerģiju gaismā vai citā elektronmagnētiskā starojuma veidā.
Kāda veida daļiņas var paātrināt sinhrotronā?
A: Elektronus var paātrināt līdz lielam ātrumam vairākos posmos, lai sasniegtu galīgo enerģiju, kas var būt GeV diapazonā. Turklāt arī protonu kūļi, paātrinoties vakuuma laukā, rada starojumu ar pieaugošu amplitūdu un frekvenci, veidojot fotoelektronus.
J: Kāda veida pielietojums ir sinhrotrona gaismai?
A: Sinhrotronga gaisma galvenokārt tiek izmantota kondensēto vielu fizikā, materiālzinātnē, bioloģijā un medicīnā. Daudzos eksperimentos, izmantojot sinhrotrona gaismu, tiek pētīta vielas struktūra no elektroniskās struktūras subnanometra līdz mikrometra un milimetra līmenim. Tas ir svarīgi medicīniskajā attēlveidošanā. Praktiska rūpnieciska pielietojuma piemērs ir mikrostruktūru ražošana litogrāfijas, galvanizācijas un formēšanas (LIGA) procesā.
Jautājums: Cik daudz enerģijas katrs protons zaudē vienā apgriezienā šīs parādības dēļ?
A: Katrs protons var zaudēt 6,7 keV vienā pagriezienā šīs parādības dēļ.
J: Kāda veida paātrinātāji parasti rada šos avotus?
A.: Sinhrotrona gaismas avotus parasti ražo specializēti daļiņu paātrinātāji, piemēram, uzglabāšanas gredzeni un brīvo elektronu lāzeri.
