Источник синхротронного излучения
53 ° 20'35 "N 02 ° 38'26" W / 53,34306 ° N 2,64056 ° W
Источник синхротронного излучения ( SRS ) в лаборатории Дарсбери в Чешире второго поколения, , Англия, был первым источником синхротронного излучения производящим рентгеновские лучи. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Научно-исследовательский центр обеспечивал синхротронным излучением большое количество экспериментальных станций. [ 4 ] и имел эксплуатационные расходы примерно 20 миллионов фунтов стерлингов в год. [ 5 ] [ 3 ]
SRS находился в ведении Совета по науке и технологиям . СГД была закрыта 4 августа 2008 года после 28 лет работы. [ 6 ] [ 7 ]
История
[ редактировать ]После закрытия синхротрона НИНА в 1975 году началось строительство установки, а к 1981 году на ней были завершены первые эксперименты. [ 8 ] [ 9 ]
В 1986 году накопительное кольцо было модернизировано, добавлена дополнительная фокусировка для увеличения выходной яркости, новая «решетка» получила название HBL (Решетка высокой яркости).
Дизайн и эволюция
[ редактировать ]Как и все источники второго поколения, SRS был разработан для производства синхротронного излучения в основном за счет дипольных магнитов, но первоначальная конструкция предусматривала использование устройства ввода с сильным полем для обеспечения более коротковолнового электромагнитного излучения конкретным пользователям.
Первая конструкция накопителя представляла собой решетку FODO на 2 ГэВ, состоящую из чередующихся фокусирующих и дефокусирующих квадруполей , с одним диполем, следующим за каждым квадруполем (т.е. два диполя на повторяющуюся ячейку), что давало естественный эмиттанс луча около 1000 нм-рад с 16 ячейками.
Модернизация HBL, реализованная в 1986 году, увеличила общее количество квадруполей до 32, сохранив при этом то же количество ячеек и геометрию, и снизила рабочий эмиттанс примерно до 100 нм-рад в так называемой конфигурации «HIQ» (высокая настройка). Также была предусмотрена конфигурация «LOQ» (низкая настройка), позволяющая эффективно хранить один интенсивный сгусток электронов (вместо до 160), чтобы обеспечить всплески излучения на частоте 3,123 МГц (частота вращения электронов, соответствующая окружность 96 м). [ 10 ]
Конструкция SRS состояла из электронной пушки на 5 МэВ в начале инжекторного линейного ускорителя , которая увеличивала энергию до 12 МэВ для подачи в бустерное кольцо, которое разгоняло электроны до 600 МэВ, которые затем подавались и заполнялись. накопительное кольцо. Как только накопительное кольцо было «заполнено», бустер и линейный ускоритель были отключены, а затем энергия накопителя была увеличена до 2 ГэВ. [ 11 ] Из-за такой конструкции накопительное кольцо не могло быть пополнено линейным ускорителем и усилителем до тех пор, пока накопительное кольцо не было выключено, когда ток луча был слишком мал для проведения экспериментов. В исходной конструкции типичный начальный ток циркуляции составлял около 300 мА, но после обновления HBL он снизился примерно до 220 мА. Ток луча будет медленно падать в течение нескольких часов, после чего его придется «заново наполнить», однако его можно будет поддерживать на уровне около 200 мА в течение более 30 часов. [ 12 ]
Накопительное кольцо имело 16 дипольных магнитов, от которых 16 лучей, идущих по касательной к кольцу, передавали синхротронный свет на множество различных станций.
Станции и лучи
[ редактировать ]У SRS было 16 каналов, которые выполняли множество различных функций. Ниже приведен список экспериментальных станций и их назначение;
| Номер станции | Описание |
|---|---|
| 1.1 | Поверхностная спектроскопия |
| 1.2 | со спиновым разрешением Фотоэмиссия |
| 2.1 | с временным разрешением Дифракция рентгеновских лучей |
| 2.2 | Ультрамалая угловая дифракция |
| 2.3 | высокого разрешения Порошковая дифракция |
| 3.1 | Фотоионная масс-спектроскопия |
| 3.2 | Молекулярная спектроскопия высокого разрешения |
| 3.3 | Фотоэлектронная спектроскопия с угловым разрешением |
| 3.4 | Мягкий рентгеновский EXAFS /контактная микроскопия |
| 4.1 | Рентгеновская спектроскопия |
| 4.2 | Поверхностная рентгеновская спектроскопия |
| 5У.1 | Поверхностная спектроскопия |
| 5У.2 | Рентгеновская микроскопия |
| 5Д | Газофазная спектроскопия |
| 6.1 | АРФЫ |
| 6.2 | АРФЫ |
| 6.3 | Поверхность EXAFS |
| 7.1 | ЭКСАФС |
| 7.2 | Кристаллография белков |
| 7.3 | Высокоугловая дифракция |
| 7.4 | Энергодисперсионный EXAFS |
| 7.5 | Станция мониторинга луча |
| 7.6 | Рентгеновская топография |
| 8.1 | ЭКСАФС |
| 8.2 | Малоугловое рассеяние |
| 8.3 | Порошковая дифракция |
| 8.4 | Испытательная станция |
| 9.1 | Дифракция порошка с высоким потоком |
| 9.2 | ЭКСАФС |
| 9.3 | EXAFS и обработка материалов |
| 9.4 | Рентгеновская дифракция |
| 9.5 | Кристаллография белков |
| 9.6 | Кристаллография белков |
| 9.7 | Энергодисперсионная дифракция |
| 9.8 | Дифракция монокристаллов с высоким потоком |
| 10.1 | Монохроматические рентгеновские лучи |
| 11.1 | Инфракрасная микроспектроскопия |
| 12.1 | Спектроскопия с временным разрешением |
| 13.1а | Конфокальная флуоресцентная визуализация и спектроскопия с временным разрешением |
| 13.1б | с временным разрешением Флуоресцентная спектроскопия |
| 13.2 | Зона синхротронного света |
| 13.3 | Инфракрасная интерферометрия |
| 14.1 | Кристаллография белков и дифракция волокон |
| 14.2 | Кристаллография белков |
| 16.1 | Дифракция высокой интенсивности с фиксированной длиной волны |
| 16.2 | Дифракция общего назначения |
| 16.3 | Материалы и магнитная дифракция |
| 16.4 | Станция белого луча и энергодисперсионная порошковая дифракция |
| 16.5 | Ультраразбавленная спектроскопия |
Научная продукция и достижения
[ редактировать ]SRS поддерживал широкий спектр научных исследований, включая новаторские работы в области дифракции рентгеновских лучей, структурной молекулярной биологии, физики и химии поверхности, материаловедения и физики верхних слоев атмосферы. [ 13 ] После закрытия было проведено детальное исследование экономического воздействия СГД. [ 3 ]
Две Нобелевские премии по химии были получены учеными, которые выполнили часть своих отмеченных наградами исследований с использованием SRS: сэр Джон Э. Уокер в 1997 году за вклад в понимание синтеза АТФ. [ 14 ] (аденозинтрифосфат) , ключевой компонент транспортировки энергии в организме, и сэру Венки Рамакришнану за его работу над структурой и функцией рибосомы , [ 15 ] молекулярная машина, которая конструирует белки по «инструкциям», закодированным в мРНК . Было выпущено более 5000 научных работ. [ 3 ]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «История» . Lightsources.org . Проверено 20 июля 2017 г.
- ^ Ян Манро (23 февраля 2010 г.). «Джоулевая лекция: Сага о рентгеновских лучах и синхротронном излучении на Северо-Западе» . Манчестерские мемуары . 148 . Проверено 20 июля 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с д Совет по науке и технологиям (2010 г.). Новый взгляд на науку: социальное и экономическое воздействие источника синхротронного излучения в Дарсбери (1981–2008 гг.) . Проверено 20 июля 2017 г.
- ^ «СТАНЦИИ» . Источник синхротронного излучения. Архивировано из оригинала 26 марта 2010 года . Проверено 13 октября 2007 г.
- ^ «СГД в фактах и цифрах» . Источник синхротронного излучения. Архивировано из оригинала 2 июня 2010 года . Проверено 13 октября 2007 г.
- ^ Куреши, Якуб (4 сентября 2008 г.), Выключен... объектив, который подарил нам iPod , Manchester Evening News , получено 4 августа 2008 г.
- ^ После двух миллионов часов науки британский мир впервые прощается с источником синхротронного излучения, заархивировано из оригинала 18 декабря 2008 года , получено 10 января 2009 года.
- ^ Отпразднуйте 25-летие SRS , источника синхротронного излучения, заархивировано из оригинала 19 октября 2007 г. , получено 13 октября 2007 г.
- ^ Совет по науке и технологиям (2010 г.). «ч13». Новый взгляд на науку: социальное и экономическое влияние синхротронного источника радианиот в Дарсбери (1981–2008) . Проверено 20 июля 2017 г.
- ^ Характеристики Daresbury SRS с оптикой повышенной яркости (PDF) , CERN , получено 11 августа 2009 г.
- ^ Холдер, диджей; Куинн, PD; Уайлс, Н.Г. (2008). «SRS в лаборатории Дарсбери: хвалебная речь первому в мире специализированному источнику синхротронного излучения высокой энергии» (PDF) . Материалы EPAC08 .
- ^ Рид, Р.Дж.; Хилл, Сан-Франциско; Кранк, Пенсильвания (20 августа 1991 г.). «Опыт работы вакуумной системы в SRS в Дарсбери» . Американский институт физики .
- ^ «История СГД» . www.synchrotron.org.uk . Проверено 18 февраля 2020 г. .
- ^ «Нобелевская премия по химии 1997 года» . NobelPrize.org . Проверено 18 февраля 2020 г. .
- ^ «Нобелевская премия по химии 2009» . NobelPrize.org . Проверено 18 февраля 2020 г. .