設(shè)計經(jīng)濟(jì)高效的無X射線電子激光設(shè)施

自20世紀(jì)70年代以來，結(jié)構(gòu)科學(xué)的許多進(jìn)步都是通過同步加速器輻射探測材料取得的：即通過加速高能電子產(chǎn)生的高能X射線。最新一代的此類光源是X射線自由電子激光器(XFEL)，其威力遠(yuǎn)超其前輩，但由于成本高昂，只有國際財團(tuán)和少數(shù)富裕國家才能使用。

現(xiàn)在，一個國際專家組已經(jīng)準(zhǔn)備了一種更緊湊、更具成本效益的XFEL系統(tǒng)設(shè)計，供小國家和某些個別實(shí)驗(yàn)室使用。該設(shè)計發(fā)表在《歐洲物理雜志專題》上。

這些高能X射線源的前三代是使用同步加速器輻射源產(chǎn)生的：粒子加速器，其中電子圍繞固定的圓形路徑行進(jìn)并被刺激發(fā)射電磁輻射光子-通常但不總是在X射線中。-射線范圍——通過強(qiáng)大的磁鐵。

相比之下，自由電子激光技術(shù)涉及電子沿著稱為波蕩器的強(qiáng)力磁鐵陣列之間的線性路徑加速。這會刺激電子產(chǎn)生非常短的極高能X射線脈沖，其強(qiáng)度遠(yuǎn)高于同步加速器源產(chǎn)生的脈沖。

CompactLight設(shè)計研究涉及31個機(jī)構(gòu)組成的聯(lián)盟，其中大部分位于歐洲，包括23個學(xué)術(shù)或公共部門實(shí)驗(yàn)室以及5家私營公司。

該聯(lián)盟包括學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的潛在用戶來設(shè)計其規(guī)范，以便盡可能適合當(dāng)前和設(shè)想的未來應(yīng)用，涵蓋物理、化學(xué)、材料科學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)。

已發(fā)布的設(shè)計長度略低于500m，約為蘇黎世附近SwissFEL長度的三分之二。更重要的是，它的建造成本約為750萬歐元，只是瑞士工廠成本的一小部分。按照該規(guī)范構(gòu)建的XFEL源將使全球數(shù)以千計的科學(xué)家能夠接觸到這項(xiàng)創(chuàng)新且重要的技術(shù)。

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