АЛЬБА (синхротрон)
ALBA (что означает «Восход» на каталонском и испанском языках третьего поколения с энергией 3 ГэВ, ) — это установка синхротронного источника света расположенная в синхротронном парке Барселоны в Серданьола-дель-Вальес недалеко от Барселоны , в Каталонии ( Испания ). Он был построен и эксплуатируется CELLS (исп: Consorcio para la Construcción, Equipamiento y Explotación del Laboratorio de Luz de Sincrotrón , Консорциумом по эксплуатации лаборатории синхротронного света) и совместно финансируется центральной администрацией Испании и региональными каталонскими властями. Правительство. [1] [2]
После почти десяти лет планирования и проектирования испанского научного сообщества проект был одобрен в 2002 году правительствами Испании и Каталонии . После научных семинаров и встреч с потенциальными пользователями в 2004 году объект был реконструирован, а в 2006 году началось строительство. Лаборатория была официально открыта для экспериментов на семи каналах в марте 2010 года.
По данным сайта Lightsources.org, ALBA была открыта для пользователей в мае 2012 года. [2]
По состоянию на 2023 год некоторые исследования, проведенные с использованием ALBA, включают:
- Рентгеновская микроскопия магнитотаксических микроорганизмов . [3]
- Исследование твердых катализаторов на основе изолированных атомов металлов гидроформилирования этилена для . [4]
История
[ редактировать ]Проект стартовал в 1994 году, строительство началось в 2003 году, а официальное открытие состоялось в марте 2010 года. Общая стоимость строительства и оборудования лаборатории оценивается в 201,4 миллиона евро. Стоимость операционных расходов оценивается в 15,5 миллионов евро в год, поэтому, по словам Жоана Бордаса, бывшего директора ALBA, необходимо использовать около 5000 из 8000 часов, имеющихся в году, поскольку стоимость его содержания такая же, как и у девять строк, что с 30.
Строительство здания, в котором находится проект, было завершено в конце 2009 года, и полная эксплуатация объекта будет осуществляться поэтапно, достигнув кульминации в 2011 году. Официальное открытие было проведено президентом правительства Хосе Луисом Родригесом Сапатеро и президентом Правительство Каталонии Хосе Монтилья вместе с такими учеными, как Рамон Паскуаль, инициатор проекта, 23 марта 2010 года. Это сооружение имеет большую техническую сложность из-за требований к установке, которые требуют механической стабильности, контроля температуры и качества. электроснабжения. В июле 2012 года начались первые аналитические эксперименты. При реализации синхротрона ALBA спрос в четыре раза превысил его текущую мощность (8 световых линий), в основном со стороны испанских ученых.
Хронология
[ редактировать ]1990: Первая попытка получить финансирование для источника синхротронного света в Испании.
2003: Одобрен проект синхротрона ALBA. Финансирование было разделено поровну между правительством Испании и администрацией Каталонии. Для управления проектом был создан Консорциум по строительству, оснащению и эксплуатации источника синхротронного света (CELLS), а генеральным директором была назначена Жоан Бордас.
2006: Через несколько лет началось строительство для проектирования и обучения группы экспертов из Испании и из-за границы.
2007: Были замечены первые электроны из электронной пушки ALBA LINAC.
2008: Установлен линейный ускоритель (LINAC).
2009: Установлены бустер и накопительное кольцо.
2010 г.: проведены первые эксплуатационные испытания ракеты-носителя; все узлы, подсистемы и оборудование выполнены в соответствии с техническими условиями. Синхротрон ALBA был открыт президентом правительства Испании Хосе Луисом Родригесом Сапатеро и президентом Женералитата Каталонии Хосе Монтильей.
2011: Электронный луч впервые достиг линии МИСТРАЛЬ. Первый внешний исследователь на канале BOREAS помог с вводом объекта в эксплуатацию.
2012: Каналы BOREAS, MSPD, XALOC, NCD и CIRCE получили своих первых официальных пользователей. В июле Катерина Бискари была назначена новым директором синхротрона ALBA. В конце года была выпущена первая публикация ALBA: отчет, содержащий данные, собранные с канала MSPD.
2013 г.: К началу 2013 г. семь каналов получили официальных пользователей.
Каналы
[ редактировать ]BL01 - MIRAS: Инфракрасная микроспектроскопия
[ редактировать ]MIRAS предназначен для инфракрасной спектроскопии и микроскопии с преобразованием Фурье (FTIR). FTIR — это способ определения инфракрасного спектра поглощения или излучения материала и, следовательно, его химического состава.
на основе синхротрона Линия луча оснащена инфракрасным спектрометром и микроскопом, охватывающим диапазон длин волн от 1 мкм до ~ 100 мкм со спектральной областью, изначально предназначенной для исследования, от 2,5 до 14 мкм.
Отражение, ослабленное полное отражение (НПВО), пропускание и угол падения используются для анализа проб на этом канале луча. [5]
BL04 - MSPD: Канал материаловедения и порошковой дифракции
[ редактировать ]Канал «Материаловедение и порошковая дифракция» предназначен для порошковой дифракции высокого разрешения и порошковой дифракции высокого давления с использованием ячеек с алмазными наковальнями.
Линия луча работает в диапазоне от 8 до 50 кэВ . Этот диапазон энергий адекватно охватывает желательный диапазон практически для любого эксперимента по порошковой дифракции, и в то же время можно проводить как эксперименты по полному рассеянию, так и по дифракции высокого давления, для чего не только желательно, но иногда необходимо иметь высокоэнергетические источники (E>30 КэВ).
Есть две экспериментальные конечные станции для применения различных экспериментальных методов: одна предназначена для порошковой дифракции с высоким разрешением, а вторая предназначена для экспериментов под высоким давлением. [6]
BL09 - МИСТРАЛЬ: Мягкая рентгеновская микроскопия
[ редактировать ]«Линия полнопольной трансмиссионной рентгеновской микроскопии MISTRAL посвящена крионатомографии в водном окне и многокэВных спектральных областях (E = 270–2600 эВ) для биологических приложений. Кроме того, спектроскопическая визуализация (серия 2D изображения в диапазоне длин волн рентгеновского излучения) на нескольких интересных краях поглощения рентгеновского излучения .
Просвечивающий рентгеновский микроскоп (ТХМ) работает от 270 эВ до 1200 эВ. Эллиптический стеклянный капиллярный конденсатор с одним отражением фокусирует монохроматический свет на образец, находящийся при криотемпературе. Передаваемый сигнал собирается объективной зонной пластинкой Френеля (ширина внешней зоны 25 или 40 нм), а увеличенное изображение доставляется на ПЗС-камеру прямого освещения . Обычно ожидаемое пространственное разрешение в 2D составляет 30 нм и ≈50 нм для томографий. Планируется модернизация микроскопа до более высоких энергий (т.е. фазовый контраст Цернике при 2600 эВ), а также разработка коррелированной флуоресцентной микроскопии видимого света». [7]
BL11 - NCD-SWEET: Некристаллическая дифракция
[ редактировать ]Эксперименты по малоугловому рентгеновскому рассеянию (SAXS) предоставляют структурную и динамическую информацию о больших молекулярных ансамблях, таких как полимеры, коллоиды, белки и волокна. Этот метод может охватить широкий спектр областей (медицина, биология, химия, физика, археология, экологические и природоохранные науки и материалы). SAXS — мощный метод, который используется для изучения супрамолекулярной организации в биологических системах, структуры и функции мышечных нитей, прозрачности роговицы, биологических мембран, обработки полимеров, самосборки мезоскопических металлических частиц, коллоидов, неорганических агрегатов, жидких кристаллов и устройств. .
Запись SAXS и WAXS ( широкоугольное рассеяние рентгеновских лучей ) одновременно приводит к масштабу длины, который колеблется от нескольких микрон до нескольких ангстрем.
BL13 - XALOC: Макромолекулярная кристаллография
[ редактировать ]XALOC стремится предоставить нынешним и будущим группам структурной биологии гибкий и надежный инструмент, помогающий находить решения для структур макромолекул и комплексов. Линия луча позволяет использовать широкий спектр размеров кристаллов и параметров элементарной ячейки как в зависимости от длины волны, так и в экспериментах, не зависящих от нее.
BL22 - CLÆSS: Спектроскопия поглощения и эмиссии на основном уровне
[ редактировать ]Канал CLÆSS обеспечивает одновременный и унифицированный доступ к двум взаимодополняющим методам: рентгеновским абсорбционным и эмиссионным спектроскопам. Диапазон входящей энергии 2,4 – 63,2 кэВ. Диапазон выходной энергии, выбираемый спектрометром CLEAR, составляет 6,4–12,5 кэВ.
Установки для образцов дают доступ к измерениям при низких/высоких температурах (10–320 К, 80–1000 К), измерениях при низких/высоких энергиях (в режиме пропускания и флуоресценции), твердогазовых реакторах «in situ».
BL24 - CIRCE: Фотоэмиссионная спектроскопия и микроскопия
[ редактировать ]BL24 - CIRCE — это линия мягкого рентгеновского излучения с переменной поляризацией, предназначенная для передовых экспериментов по фотоэмиссии.
BL29 - БОРЕЙ: Резонансное поглощение и рассеяние
[ редактировать ]Линия мягкого рентгеновского излучения с переменной поляризацией предназначена для фундаментальных, а также прикладных поляризационно-зависимых спектроскопических исследований современных материалов.
Расширение
[ редактировать ]По состоянию на ноябрь 2020 г. [update]В стадии строительства находятся три канала: LOREA, XAIRA и NOTOS. Четвертый, FAXTOR, находится в стадии разработки. [2]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Синхротрон АЛЬБА: Важность света» ( PDF) . Проматериалы (на испанском языке) (34). 16 декабря 2011 года . Проверено 18 ноября 2020 г. .
- ^ Jump up to: а б с «АЛЬБА» . Источники света . 25 сентября 2017 года . Проверено 17 ноября 2020 г.
- ^ «Магнитотактические микроорганизмы, изученные с помощью материаловедения и передовой визуализации» .
- ^ «На пути к более экологичным химическим процессам с новым катализатором гидроформилирования этилена» .
- ^ «Информация о лучах — BL01 — MIRAS: Инфракрасная микроспектроскопия» . КЛЕТКИ . Проверено 17 ноября 2020 г.
- ^ «Информация о лучах — BL04 — MSPD: Материаловедение и порошковая дифракция» . КЛЕТКИ . Проверено 17 ноября 2020 г.
- ^ «Информация о лучах — BL09 — МИСТРАЛЬ: Мягкая рентгеновская микроскопия» . КЛЕТКИ . Проверено 17 ноября 2020 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]