同步加速器

同步加速器

加速電子的工具
加速電子的稱為電子同步加速器(Electron Synchrotron),由于在注入能量下,電子已接近光速,所以電子同步加速器的高頻加速電壓采用固定頻率。[1]同步加速器是根據1944到1945年間Β.И.韋克斯勒和E.M.麥克米倫各自獨立發現的粒子自動穩相原理(見同步回旋加速器)發展起來的。1947年美國建成第一台,随後各國陸續建造了能量為幾十至幾百兆電子伏的電子同步加速器。初期建造的電子同步加速器都屬于弱聚焦型。
  • 中文名:同步加速器
  • 外文名:
  • 用途:
  • 英文名:synchrotron
  • 範疇:電子科學
  • 第一台:1947年美國建成

定義

現代同步加速器都采用強聚焦。1952年強聚焦原理受到重視,從此以後建造的高能(能量高于1GeV)電子同步加速器一般都采用強聚焦原理。同步輻射裝置的儲存環和增強器皆采用電子同步輻射加速器原理。

輻射

同步加速器中加速電子的電磁輻射在很寬的波段内産生強的連續譜。伊萬諾科和波梅蘭丘克以及施溫格爾發展了這種同步加速器輻射的理論。這種輻射沿電子軌道的切線方向射出,其角發散等于電子剩餘能量與它的總能量E之比。例如,在100MeV時,光束的寬度大約是2°。輻射功率與E成正比。當電子能量增加時,最大值向短波方向位移。同步加速輻射是部分偏振的(偏振度接近85%),電矢量位于電子軌道平面内。按相對單位或絕對單位都可計算同步加速器的輻射。

典型

中國的同步輻射加速器有三台,分别位于中國科學院高能物理研究所、中國科學院上海光源以及中國科學技術大學國家同步輻射實驗室。其中高能所的為第一代兼第二代光源,中科大的為第二代光源,上海張江的為第三代光源。

中國科學技術大學國家同步輻射實驗室坐落在安徽合肥中國科技大學西校園中,這是計委批準建設的中國第一個國家級實驗室。其主體設備是一台能量為800MeV、平均流強為100~300mA的電子儲存環,用一台能量200MeV的電子直線加速器作注入器。來自儲存環彎鐵和扭擺磁鐵的同步輻射特征波長分别為2.4nm和0.5nm。

輻射實驗室一期工程1984年11月20日破土動工,1989年建成出光,1991年12月通過國家驗收,總投資8,040萬元人民币。1999年又投資11,800萬元人民币進行同步輻射實驗室二期工程建設,2004年12月二期工程通過驗收。

同步輻射實驗室現建有X射線光刻、紅外與遠紅外、高空間分辨X射線成像、X射線衍射與散射、擴展X光吸收精細結構、燃燒、X射線顯微術、原子與分子物理、真空紫外分析、表面物理、軟X射線磁性圓二色、光電子能譜、真空紫外光譜、光聲與真空紫外圓二色光譜、光譜輻射标準與計量等15條光束線和相應的實驗站。同步輻射實驗室是向國内外用戶開放的國家級共用實驗室,現有注冊用戶150餘家。

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