Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Построены подземные сооружения комплекса xfel

11.06.2010 Наука и жизнь

Рентгеновский лазер, яркость излучения которого на пара порядков превосходит существующие источники синхротронного излучения, — реально ли его создать? Первый этап уже пройден.

В Германии завершено строительство подземной части комплекса европейского проекта рентгеновского лазера на свободных электронах XFEL (X-ray Free-Electron Laser), начатое в 2009 году.  Строительство наземных строений, установку исследовательского оборудования и самого лазера  планируется завершить к 2015 году. Работа рентгеновского лазера XFEL начнется в 2016 году.

Карта размещения туннелей XFEL. Туннель. В таких туннелях разместятся ондуляторы и ускоритель. Экспериментальный зал, где поместиться исследовательское оборудование. Визуализация соединения туннелей с экспериментальным залом. Схема работы рентгеновского лазера на свободных электронах. 1. ускоритель и Источник электронов. 2. Совокупность магнитов (ондулятор).

3. Ловушка для электронов. 4. Луч рентгеновского излучения.Построены подземные сооружения комплекса xfel Траектория перемещения электронов продемонстрирована синусоид‹ ›

Комплекс наибольшего в мире лазера на свободных электронах XFEL будет складываться из совокупности туннелей неспециализированной длиной приблизительно 5,8 километров, расположенных на глубине от 6 до 38 метров под землёй и нескольких строений в Шенефельде и университетском городе DESY (Германский электронный синхротрон) в Гамбурге. Туннели ведут  в экспериментальный зал площадью 4500 квадратных метров, расположенный на глубине 14 метров. Неспециализированная протяженность сооружения, протянувшегося от Гамбурга до Шенефелда, образовывает 3,4 км.

Для генерации рентгеновского излучения пучок электронов будет сперва ускоряться до скоростей, родных к скорости света (большая энергия 17,5 ГэВ) в линейном сверхпроводящем ускорителе, занимающем туннель длиной 2,1 км (разгонный туннель). Потом электроны попадают в «веер» из пяти так называемых фотонных туннелей, каковые ведут в подземный экспериментальный зал в Шенефельде, где будет размещена исследовательская аппаратура.

В этих туннелях расположены совокупности сильных разнополюсных магнитов (ондуляторы) , каковые заставляют электроны двигаться по криволинейной траектории, похожей на синусоиду, в следствии чего на поворотах появляются вспышки синхротронного рентгеновского излучения. Совокупность сконструирована так, что электроны излучают синхронизированно, а  световые вспышки усиливают друг друга.

В следствии получается импульс когерентного излучения огромной мощности, по особенностям подобный лазерному излучению. Пять туннелей разрешают в один момент взять пять источников рентгеновского излучения с разными чертями.

Яркость излучения строящегося рентгеновского лазера будет на пара порядков превосходить существующие источники синхротронного излучения. Продолжительность  импульса излучения будет менее 100 фемтосекунд. Это примерно время, которое нужно химическим соединениям для создания и группировки молекул в химических реакциях. За одну секунду возможно будет получать до 30 000 импульсов. Это разрешит изучать весьма стремительные процессы, каковые нереально изучить вторыми способами.

В частности, это разрешит возможность следить за молекулярными и атомарными процессами, происходящими в биомолекулах и материалах. Протяженность волны генерируемого излучения может изменяться от 0,05 до 6 нм, что разрешает создавать измерения на ядерных масштабах. Когерентность излучения разрешает приобретать голографические изображения на атомарном уровне.
Проект XFEL откроет огромные возможности для изучения химических и физических процессов, происходящих в веществе, разрешит выйти на новый уровень в изучениях в области физики, химии, материаловедения, наук о жизни, биомедицине.
Установка разрешит исследователям в настоящем времени замечать разрушения молекул и процессы образования, прохождение химических реакций и мгновенно регистрировать фазовые переходы в материалах, происходящие под действием замечательного импульсного излучения. Это предоставит шанс лучше осознать природу вещества и обучиться конструировать принципиально новые материалы с заданными особенностями. Посредством данной установки ученые планируют исследовать структуру патогенных микроорганизмов и биомолекул.

В  интернациональном научном проекте XFEL участвует 12 государств. Применение главного ресурса установки – пучкового времени – будет осуществляться в соответствии с вкладом каждой страны в ее создание. Более половины затрат на постройку в собственности Германии, вторая по размеру часть участия – более 26 процентов – в собственности России
(306,4 млн. евро в стоимостях 2005 года).

У истоков проекта находились русские  ученые из новосибирского Университета ядерной физики им. Г. И. Будкера, где  еще более 30 лет назад  в первый раз был предложен режим генерации лазерного рентгеновского излучения, потом положенный  в базу XFEL. А идею ондулятора ещё во второй половине 40-ых годов двадцатого века выдвинул В. Л. Гинзбург.

Роль руководителя и научного координатора от России занимает НИЦ «Курчатовский университет». Финансирование осуществляет ОАО РОСНАНО.
Иллюстрации: http://www.xfel.eu

Создатель: Алексей Понятов

Источник: www.nkj.ru

Случайные записи:

Internationale Spitzenforschung in Deutschland: Der Röntgenlaser European XFEL


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , , ,