科学家|引导尖端科技的「科学神灯」——追光之旅:你所不知道的同步辐射( 二 )


束散度减少百倍 , 意谓光点更集中 , 光亮度可以提高百倍 , 从事奈米级光点研究;同时 , 光的准直性与同调性也大幅提高 , 可以发展许多新的科学实验技术 。
同步辐射插件磁铁运作示意
插件磁铁让电子由偏转一次变成偏转多次 , 并且压低束散度 , 使产生更强、更亮的光束 。
受惠于同步光源的快速发展 , 研究人员得以扩展许多新的研究领域 , 包括:材料、生物、医药、物理、化学、化工、地质、考古、环保、能源、电子、微机械、奈米组件等最尖端的基础与应用科学研究 , 所获得的成果对人类科技创新与生活便利带来诸多贡献 。
随着愈来愈多科学家使用同步辐射获颁科学界最高荣耀的诺贝尔奖 , 有人称它为现代的「科学神灯」 , 也是二十世纪以来科技研究最重要的光源之一 。
同步光源主要设备介绍
由注射器产生的高速电子 , 经由传输线进入储存环 , 电子在环中经过偏转磁铁或插件磁铁而产生光 , 藉光束线导引到实验站 , 科学家便可使用这束光进行各类实验 。
1.注射器(包括电子枪、直线加速器与增能环)
电子束由电子枪产生后 , 经过直线加速器加速至能量为 1 亿 5 千万电子伏特 , 电子束进入周长为 496.8 公尺的增能环后 , 继续增加能量至 30 亿电子伏特 , 速度非常接近光速(0.999999986 倍) 。
2.储存环
电子束从注射器经由传输线进入二十四边形设计、周长为 518.4 公尺的储存环后 , 环内一系列磁铁导引电子束偏转并维持在轨道上 , 如此一来 , 电子束便能于每一圈的运行中 , 在偏转磁铁切线方向或插件磁铁下游产生光束 。 由于电子会因产生光而损失能量 , 因此环内装置超导高频共振腔系统 , 用来补充电子的能量 。
3.光束线
光束线是同步加速器与实验站之间的一座桥梁 。 理论上 , 在每一处电子偏转处或插件磁铁的直线下游 , 都可以打开一个窗口 , 利用光束线将同步辐射引导出来 , 进入实验站 。
4.实验站
科学家依据实验需求设计各种仪器 , 使用同步辐射进行各类科学研究 。
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