美国斯坦福同步辐射光源SSRL

2019年10月10日21:52:22来源:中国科学院美国斯坦福同步辐射光源SSRL已关闭评论1,400 views 1333字阅读4分26秒

美国斯坦福直线加速器中心(Stanford Linear Accelerator Center,简称SLAC)成立于1962年,2008年10月改名为SLAC国家加速器实验室(SLAC National Accelerator Laboratory,简称仍为SLAC)。

1973年,斯坦福同步辐射工程SSRP (Stanford Synchrotron Radiation Project)启动,在正负电子加速环SPEAR的基础上建设同步辐射实验设施。

 

美国斯坦福同步辐射光源SSRL

SSRP示意图

 

SSRP于1977年竣工,成为斯坦福同步辐射光源SSRL(Stanford Synchrotron Radiation Lightsource)。在此之前,SLAC一直以粒子物理实验为主,此后,同步辐射实验成为SLAC的重要工作内容,开展的研究包括:结构生物学、遗传和分子生物工程、传感器和传感信息处理、环境支撑技术、光学技术等。

 

美国斯坦福同步辐射光源SSRL

美国斯坦福同步辐射光源SSRL

SSRL平面图

 

1990年,SPEAR成为具有自己独立的注入器的专用同步辐射装置。1992年,SSRL成为SLAC的一个研究门部。

对于SLAC的3 GeV SPEAR环这样的储存环磁场中弯转的高能电子来说,辐射非常强,波长范围广,从红外线到可见和紫外线范围,进入电磁波谱的软硬X射线部分。同步辐射束流中的光子与其他源产生的相同波长的光子一样,但同步辐射束流具有像强度高、光谱范围广、准直、极化、脉冲-时间结构、部分相关性和高真空环境等特殊的性质。

SSRL由斯坦福大学为美国能源部进行运作。它是一个国家用户装置,其经费主要由能源部基础能源科学局及生物和环境研究局提供,另外也从国立卫生研究院、国家研究资源中心、生物医学技术计划以及国立综合医学研究所得到经费支持。

同步辐射X射线特别适于研究许多材料,原因是它们的大小正好能够穿透材料,而且一旦它们穿透材料后,能够与材料的组成部分发生相互作用。有两种类型的X射线相互作用提供结构信息、散射和吸收。

 

美国斯坦福同步辐射光源SSRL

SSRL光束线示意图

 

SPEAR 1990年以后完全专用于SSRL,一年内约有9个月为用户运行,有32个实验站供来自大学、工业部门、政府实验室和国外研究机构的用户进行实验。接近有100家美国公司利用过SSRL。工业界的科学家和工程师们,不顾远离他们家乡实验室开展大量实验的费用,竞争束流时间,继续在SSRL积极开展实验。以大学为基础的活跃的研究吸引来自化学、生物学和医药部门的用户以及物理学家们,每年用户的数量都有所增加。

SPEAR经历了几次升级改造, SPEAR 3于2004年开始运行,SSPL性能得到大幅度提高,成为第三代同步光源。

 

美国斯坦福同步辐射光源SSRL

SPEAR 2与SPEAR 3参数比较

美国斯坦福同步辐射光源SSRL

SPEAR 3平面图

美国斯坦福同步辐射光源SSRL

SPEAR3隧道

 

SSRL制订了一个长期发展规划,建设性能更好的同步光源PEP-X。在B粒子工厂PEP-II的现有隧道建设两个同步辐射实验厅,每个厅包含16条X射线束线。运行参数为4.5 GeV和1.5A,水平发射度0.14纳米·弧度,使用90米的扭摆器,PEP-X将具有比现有以及未来计划中的储存环光源高一个量级的平均亮度和通量,相关的研究正在进行中。

 

美国斯坦福同步辐射光源SSRL

PEP-X示意图

 

中国科学院大科学装置办公室

资料来自:http://www.slac.stanford.edu/

weinxin
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