Senkrotron ışık kaynağı
Bir sinkrotron ışık kaynağı, bir sinkrotron tarafından üretilen bir elektromanyetik radyasyon kaynağıdır. Radyasyon, bilimsel ve teknik amaçlar için özel parçacık hızlandırıcıları tarafından, tipik olarak elektronların hızlandırılmasıyla yapay olarak üretilebilir. Yüksek enerjili elektron ışını üretildikten sonra, depolama halkalarındaki bükme mıknatısları ve yerleştirme cihazları (undulators veya wigglers) ve serbest elektron lazerleri gibi yardımcı bileşenlere yönlendirilir. Bunlar yüksek enerjili elektron enerjisini ışığa ya da elektron manyetik radyasyonun başka bir formuna dönüştürmek için gerekli olan ışına dik güçlü manyetik alanları sağlar.
Sinkrotron radyasyonu hızlandırıcılarda ya parçacık fiziği deneylerinde bir sıkıntı olarak ya da birçok laboratuvar kullanımı için kasıtlı olarak ortaya çıkabilir. Elektronlar, GeV aralığında olabilen nihai bir enerji elde etmek için birkaç aşamada yüksek hızlara çıkarılır. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda (LHC), proton demetleri de vakum alanında hızlanırken artan genlik ve frekansta radyasyon üreterek fotoelektronlar oluşturur. Fotoelektronlar daha sonra boru duvarlarından 7x10'a kadar artan frekans ve yoğunlukta ikincil elektronlar üretir10 . Bu olay nedeniyle her proton dönüş başına 6,7keV kaybedebilir. Dolayısıyla, hem elektron sinkrotronları hem de proton sinkrotronları bir ışık kaynağı olabilir.
Sinkrotron ışığının başlıca uygulama alanları yoğun madde fiziği, malzeme bilimi, biyoloji ve tıptır. Sinkrotron ışığını kullanan birçok deney, maddenin yapısını nanometre altı elektronik yapı seviyesinden mikrometre ve milimetre seviyesine kadar araştırmaktadır. Bu tıbbi görüntülemede önemlidir. Pratik bir endüstriyel uygulama örneği, Litografi, Elektrokaplama ve Kalıplama (LIGA) işlemi ile mikro yapıların üretilmesidir.
Sorular ve Yanıtlar
S: Sinkrotron ışık kaynağı nedir?
C: Sinkrotron ışık kaynağı, özel bir parçacık hızlandırıcı tarafından, tipik olarak elektronların hızlandırılmasıyla üretilen bir elektromanyetik radyasyon kaynağıdır.
S: Yüksek enerjili elektron enerjisini ışığa veya diğer elektromanyetik radyasyon biçimlerine dönüştürmek için güçlü manyetik alanlar nasıl oluşturulur?
C: Güçlü manyetik alanlar, depolama halkaları ve serbest elektron lazerlerindeki bükme mıknatısları ve yerleştirme cihazları (undulators veya wigglers) gibi yardımcı bileşenler tarafından oluşturulur. Bunlar, yüksek enerjili elektron enerjisini ışığa ya da elektron manyetik radyasyonun başka bir formuna dönüştürmek için gerekli olan ışına dik güçlü manyetik alanları sağlar.
S: Bir sinkrotronda ne tür parçacıklar hızlandırılabilir?
C: Elektronlar, GeV aralığında olabilen nihai bir enerji elde etmek için birkaç aşamada yüksek hızlara çıkarılabilir. Buna ek olarak, proton demetleri de vakum alanında hızlanırken artan genlik ve frekansta radyasyon üreterek fotoelektronlar oluşturur.
S: Sinkrotron ışığının ne tür uygulamaları vardır?
C: Sinkrotron ışığının başlıca uygulamaları yoğun madde fiziği, malzeme bilimi, biyoloji ve tıp alanlarındadır. Sinkrotron ışığını kullanan birçok deney, maddenin yapısını nanometre altı elektronik yapı seviyesinden mikrometre ve milimetre seviyesine kadar araştırır. Bu tıbbi görüntülemede önemlidir. Pratik bir endüstriyel uygulama örneği, Litografi, Elektrokaplama ve Kalıplama (LIGA) işlemi ile mikro yapıların üretilmesidir.
S: Bu fenomen nedeniyle her bir proton dönüş başına ne kadar enerji kaybeder?
C: Bu olay nedeniyle her proton dönüş başına 6,7keV kaybedebilir.
S: Bu kaynakları tipik olarak ne tür hızlandırıcılar üretir?
C: Sinkrotron ışık kaynakları tipik olarak depolama halkaları ve serbest elektron lazerleri gibi özel parçacık hızlandırıcıları tarafından üretilir
