欧洲同步辐射装置“重生”,开辟X射线研究新前景

2020-07-17 中国科学报

欧洲同步辐射装置(ESRF)的官员上周宣布,重新启用其位于法国格勒诺布尔的完全重建的X射线源。

  欧洲同步辐射装置(ESRF)的官员上周宣布,重新启用其位于法国格勒诺布尔的完全重建的X射线源。这个环形机器,周长844米,产生的X射线光束比重建前要亮100倍,比医用X射线要亮10万亿倍。这种强烈的辐射可能为X射线科学开辟新前景,比如在分解单个细胞的同时对整个器官进行三维成像。

  据《科学》报道,ESRF总干事Francesco Sette在7月8日的线上新闻发布会上表示,“ESRF的光明回来了”。重建的同步加速器,被称为EBS,将于8月下旬向普通用户开放,但自4月以来,研究人员已使用其强光束研究新冠病毒以及该疾病对人体的影响。随着美国、日本和其他十几个国家开发出类似的机器,EBS正在为其他国家的研究指明道路。

  同步加速器是一种环形加速器,可以将电子等带电粒子提升到高能量和近光速。就像一块湿抹布在你头上旋转时会溅起水滴一样,循环的电子会辐射出光子。如果电子有足够的能量,则会辐射X射线。20世纪50年代,科学家开始从为粒子物理实验建造的电子加速器中虹吸X射线。20世纪80年代出现了专用的X射线同步加速器,它使用一种叫做“摇摆器”的磁铁,在电子旋转时摇动电子,使其产生更多的X射线。

  ESRF加速器和源部主任Pantaleo Raimondi说,ESRF的X射线变亮的诀窍是进一步缩小机器中已经很小的电子束。新机器将使一个高2微米、宽20微米的带状光束循环,宽度是旧光束的1/30。

  ESRF的物理科学研究主任Harald Reichert表示,这台重建的机器为X射线科学打开新的窗口。硬X射线可以穿透比低能量X射线深得多的材料,新机器的高强度X射线束将使其能够研究厚达1米的样品。

  X射线光子是从微小的电子束中产生的,它们会像激光中的光子一样同步振荡,这加强了X射线束的波状性质。而这种增强可使重建后的ESRF在成像方面具有很大优势。当研究人员用X射线束照射样品时,材料的变化使相干X射线波产生不同程度的延迟,在远处的探测器上会产生斑驳的亮度模式。从许多这样的模式中,研究人员可以提取样本的详细3D图像。

特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性。
如果作者不希望被转载,请与我们联系。

微信订阅号

微信服务号

合作伙伴

友情链接

关于学术桥 | 联系我们 | 一对一服务平台

京ICP备12045350号-20 京公网安备110108902063号

—中国教育在线旗下网站— 
© 赛尔互联(北京)教育科技有限公司版权所有