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X射线自由电子激光工程近日开启

X射线自由电子激光工程近日开启

据媒体报道,一条长达3.4公里的地下隧道正式动工,欧洲X射线自由电子激光项目的核心工程6月30日在德国汉堡开始建设。这一隧道工程预计于2014年完工,2015年进行首次科研实验。

 

据德国媒体报道,欧洲X射线自由电子必发88官网是世界首个能产生高强度短脉冲X射线的必发88官网。这一大型科研项目由德国和欧洲其他11个国家共同参与,将建设3条直径不同的地下隧道,总长度接近6公里,总耗资超过10亿欧元,德国出资54%。

 

欧洲X射线自由电子激光设施建成后,能产生波长从0.1到6纳米间可调的、极高强度的飞秒(1飞秒等于千万亿分之一秒)级短脉冲X射线相干光。其应用范围将涉及物理、化学、材料科学、生物学和纳米技术等广泛领域,将为人类认识微观世界打开全新视野。

  

中国科学院物理研究人员认为:欧洲自由电子激光项目是目前计划中全世界最大的自由电子必发88官网,2015年开始运行后,将能输出波长短至0.1纳米、脉冲宽度不到100飞秒、重复频率达每秒27000次的相干X射线,从而为科学家认识微观世界提供前所未有的强大手段。

 

自由电子激光的原理与同步辐射类似,都是利用加速到高能量的电子辐射而产生极短波长的X射线闪光。但与目前最先进的第三代同步辐射光源相比,自由电子激光产生的X射线不仅具有激光的特点(相干性),而且波长更短、脉冲宽度更窄(闪光时间更快),特别是其峰值亮度比第三代同步光源高了近10个量级, 相比最好的常规X射线源产生的X射线,不仅峰值亮度高10多亿倍,而且平均亮度也高万倍以上。实际上,全世界第一台自由电子激光FLASH也建于德国汉堡,于2004年试运行后,曾创造了波长13.5—13.8纳米的自由电子激光纪录,并首次得到了非晶样品的高分辨率衍射图像。相比FLASH装置,欧洲自由电子激光装置的波长不仅短了60倍,而且能量更高。

 

目前国际上建成的X射线自由电子激光还有位于美国加州的设备和日本的设备,它们先后于2009年和2010年开始试运行。在设计上,欧洲自由电子必发88官网具有独特的-271摄氏度的低温超导加速技术,重复频率远高于其它约每秒100次左右的水平。

 

  这类具有超快、超强特点的X射线必发88官网的建成,将为科学家和工业用户打开全新研究机遇的大门,从而提供从未接近过的研究领域,如绘制病毒原子的详细结构、解密细胞分子的构成、拍摄纳米世界的三维图像、“冻结”化学反应的过程等等。
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