世界上最强大的 X 射线制造加速器将于今年在长岛开放

该加速器将拍摄肉眼无法看到的纳米技术图像。
这张航拍照片显示了2013年仍在建设中的白色圆形国家同步辐射光源II。背景是另一个圆形加速器——相对论重离子对撞机,它于2000年启用。RHIC用于研究宇宙大爆炸后的条件。布鲁克海文国家实验室

在这个充满口音和Ugg靴子的土地上,美国能源部正准备启用其最新的粒子加速器。国家同步辐射光源II位于纽约长岛,用于产生强大的X射线和其他用于纳米技术研究的电磁辐射。

像这样的设施,耗资9.12亿美元建造,预计将运行数十年,并接待来自世界各地的科学家。科学家们将申请使用同步辐射器一段时间,并在同步辐射器园区停留进行实验。然而,该设施尚未准备好接受申请。它正在进行最后的测试。运营同步辐射器的布鲁克海文国家实验室的工程师预计,它将在年底进行首次实验。该项目似乎与其官员此前的开业日期估算一致。

同步辐射器产生的辐射能够成像肉眼无法看到的物体。由于能源部资助该设施,你可以预期科学家们将使用它在纳米尺度上检查可能用于下一代燃料电池、超导体和其他电子产品的材料。同步辐射器也经常用于非能源相关的实验。科学家们可以利用它们来成像蛋白质和其他生物分子的结构。

该设施的工作原理是发射电子束,然后在同步辐射器的“增强环”中将其加速到接近光速。一旦电子加速到足够的速度,它们就会进入设施的“储存环”,在那里巨大的磁铁将它们沿着圆形轨道引导。当它们在轨道上运行时,电子会发出X射线。同步辐射器将这些X射线引导到轨道外的分支,称为束线。科学家们将他们的样品放置在专门设置的束线中,以拍摄他们感兴趣的材料的照片。布鲁克海文实验室正在制定30条束线的计划,并最终预计开放约60条束线。

First Light
布鲁克海文国家实验室

上个月底,该设施通过了名为“首次光照”的里程碑。布鲁克海文的工程师首次将一些X射线送入束线。他们已经测试了机器中电子的加速,但打开储存环和束线之间的快门——并从末端的探测器获得读数——是另一个重要的就绪测试。

国家同步辐射光源II是对1982年启用并于今年9月关闭的初代国家同步辐射光源的升级。NSLS-II产生的X射线比初代NSLS强大10,000倍,并且图像分辨率比初代NSLS更精确。

2014年11月4日更正:本报道此前称布鲁克海文实验室计划最终开放30条束线。实际上,目前有30条束线处于规划阶段,并预计最终开放约60条。感谢布鲁克海文的Karen McNulty Walsh提出更正。

布鲁克海文国家实验室

 

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Francie Diep 是一位居住在加利福尼亚州圣巴巴拉的科学记者。除了《Popular Science》,她的作品还发表在《Scientific American》、《Smithsonian》及其他刊物上。她对基因、细胞、机器人、档案馆以及互联网上的奇特内容着迷。

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