Synkrotroni: hiukkaskiihdytin, toimintaperiaate ja historia
Synkrotroni: selkeä johdanto hiukkaskiihdyttimeen — toimintaperiaate, avainkomponentit ja historian käännekohdat Oliphantista Veksleriin ja McMillaniin.
Synkrotroni on eräänlainen hiukkaskiihdytin, jossa hiukkaset kiertävät useita kertoja ympyrää. Se käyttää magneettikenttää hiukkasten kääntämiseen ympyrällä ja sähkökenttää hiukkasten nopeuttamiseen. Komponentit sovitetaan huolellisesti yhteen kulkevan hiukkassäteen kanssa niin, että ympyrä pysyy samankokoisena samalla kun hiukkaset kulkevat nopeammin. Mark Oliphant keksi protonisynkrotronin. Vladimir Veksler julkaisi idean ensimmäisenä. Edwin McMillan rakensi ensimmäisen elektronisynkrotronin.
Toimintaperiaate
Synkrotronin perusajatus on pitää hiukkassen kiertorata vakiona samalla kun niiden liike-energiaa nostetaan vaiheittain. Tämä saavutetaan synkronoimalla kaksi asiaa: radan kääntämisestä vastaava magneettikenttä ja radan pituuteen nähden hiukkasten nopeuttamisesta vastaava taajuudella toimiva RF-kenttä (resonanssikammio). Kun hiukkasten nopeus kasvaa, magneettikenttää nostetaan vastaavasti siten, että näiden kahden välinen voimasuhde pitää sädekehän samankokoisena. Lisäksi synkrotroneissa hyödynnetään niin sanottua vaihevakautta (phase stability) — pieniä nopeuseroja kompensoidaan siten, että hiukkaset pysyvät synkronoituna RF-kentän kanssa eivätkä karkaa pois paketista.
Rakenteen pääosat
- Taipuvat magnetit (dipolit) – antavat tarvittavan keskeiskentän, joka taivuttaa hiukkaset radalle.
- Fokusointimagneetit (kvadrupolit) – pitävät säteen koolla ja estävät hajautumisen; lisäksi käytetään usein sekoitusmagneetteja (sextupolit) korjaamaan värähtelyjä ja kromaatioita.
- RF-kammiot – antavat hiukkasille impulssin nopeuden nostamiseksi ja määrittävät kierron ajoituksen (taajuuden ja vaiheen).
- Tyhjiöputki – lähes tyhjä putki, jossa hiukkaset kiertävät; matala paine vähentää törmäyksiä kaasumolekyylien kanssa.
- Injektio- ja ekstraktiolaitteet – tuovat hiukkaset sisään ja vievät ne pois kiertoradalta tutkimusta tai törmäytystä varten.
- Mitta- ja ohjausjärjestelmät – beam diagnostiikka, position ja intensiteetin mittaus sekä magneettien ja RF:n säätö.
Synkrotronisäteily ja sen vaikutukset
Kun varautuneet hiukkaset kiertävät magneettikentässä, ne säteilevät energiaa elektromagneettisena säteilynä — tätä kutsutaan synkrotronisäteilyksi. Ilmiö on erityisen voimakas kevyillä ja nopeilla hiukkasilla kuten elektroneilla. Synkrotronisäteily on kaksiteräinen: se rajoittaa käytännöllistä huippu-energiaa elektronisynkrotrooneissa (koska säteilyhäviöt kasvavat nopeasti energian noustessa), mutta toisaalta se on erittäin käyttökelpoinen lähde voimakkaalle, hyvin kollimoidulle säteilylle monenlaiseen tieteelliseen tutkimukseen (materiaali- ja elintutkimus, lääketiede jne.). Säteilytehon riippuvuus energiaan ja radon säteeseen on voimakas (noin energia^4 / säde), minkä vuoksi suuret laitteet tarjoavat kirkkaampaa säteilyä.
Tyypit ja käyttötarkoitukset
- Elektronisynkrotronit ja varastorenkaat – käytetään usein valo- ja röntgensäteilyn tuottamiseen tutkimuslähteiksi (synchrotron light sources, esim. ESRF, SPring-8, MAX IV).
- Protoni- ja raskasionisynkrotronit – käytetään hiukkasfysiikassa törmäytyskokeissa, sädehoidossa (syövän hiukkassäteilyhoidot) ja isotooppituotannossa.
- Hiukkastörmäyttimet – kaksi vastakkaissuuntaista synkrotronin kaltaista rengasta voidaan kytkeä törmäytyskokeisiin (esim. LHC on suuri protonitörmäytin/synkrotron).
- Välijärjestelmät – pienemmät synkrotronit toimivat usein esikiihdyttiminä suuremmille laitoksille tai röntgensäteilyn lähteinä kliinisille ja teollisille sovelluksille.
Historia ja kehitys
Synkrotronien perusidea syntyi 1940-luvulla. Vladimir Veksler esitti ja julkaisi ajatuksen vaihevakautta hyödyntävästä kiihdyttimestä ensimmäisten joukossa, ja samanaikaisesti Edwin McMillan kehitti vastaavan periaatteen länsimaissa. McMillan rakensi myös varhaisia elektronisynkrotrooneja käytännössä. Mark Oliphant liittyy varhaiseen kehitystyöhön ja protonisynkrotroni-ajatuksen esilletuomiseen. Myöhemmin 1950- ja 1960-luvuilla kehitettiin voimakkaasti fokusoivia rakenteita (alternating-gradient tai strong focusing), mikä mahdollisti pienemmät laitteet ja korkeammat intensiteetit. Tästä seurasi synkrotronien nopea leviäminen sekä perushiukkasfysiikan tutkimukseen että teollisiin ja lääketieteellisiin sovelluksiin.
Nykytilanne ja esimerkkejä
Nykyiset synkrotronilaitokset ovat erikoistuneet eri tarkoituksiin: jotkin tuottavat äärimmäisen kirkasta röntgensäteilyä materiaalitutkimukseen ja biotieteisiin, toiset taas toimivat hiukkastörmäyttiminä perusfysiikan tutkimuksessa. Esimerkkejä tunnetuista laitoksista ovat Euroopan suuria laitoksia (esim. CERN ja ESRF), japanilaiset ja pohjoismaiset synkrotronit sekä lukuisat pienemmät yksiköt yliopistoissa ja tutkimuskeskuksissa.
Yhteenveto
Synkrotroni on monipuolinen ja tehokas hiukkaskiihdytintyyppi, jonka toiminta perustuu magneettikentän ja RF-kentän synkronointiin. Se on mahdollistanut merkittäviä edistysaskeleita sekä perusfysiikassa että sovelletussa tutkimuksessa, ja nykyaikaiset synkrotronivalon lähteet ovat itsessään tärkeitä tutkimusinfrastruktuureja monilla tieteenaloilla.
Tässä synkrotroni on ympyränmuotoinen rata, josta sädelinjat haarautuvat.
Ominaisuudet
Synkrotroni on parannus syklotroniin, jossa hiukkaset liikkuvat spiraalimaisesti. Syklotronissa käytetään vakiomagneettikenttää ja vakiotaajuista sähkökenttää. (Synkrosyklotronissa toinen näistä vaihtelee). Molempia kenttiä vaihdellaan synkrotronissa, jotta polku muuttuu spiraalista ympyräksi. Kun kenttiä suurennetaan varovasti hiukkasten energian lisääntyessä, ympyränmuotoisen radan leveys voidaan pitää samana, kun laite kiihdyttää hiukkasia. Näin hiukkasten tyhjiökammiosta saadaan suuri ohut pyöreä putkitorus (donitsin muotoinen). On helpompaa käyttää joitakin suoria osia taivutusmagneettien välissä ja joitakin taivutettuja osia magneettien sisällä, jolloin torus saa pyöreäkulmaisen monikulmion muodon. Polku, joka toimii hyvin suuren ympyrän tavoin, voidaan rakentaa käyttämällä yksinkertaisia suoria ja kaarevia putkijaksoja, toisin kuin syklotronityyppisten laitteiden levynmuotoinen kammio. Muoto edellyttää myös useiden magneettien käyttöä hiukkassäteiden taivuttamiseksi. Suorat jaksot tarvitaan renkaan ympärillä olevilla väleillä molempia radiotaajuusonteloita varten, ja kolmannen sukupolven kokoonpanoissa on tilaa energian talteenottolaitteiden, kuten wigglereiden ja undulaattoreiden, asettamiselle. Useimmissa synkrotroneissa käytetään kahdenlaisia magneetteja: dipolimagneetteja hiukkassäteen taivuttamiseen ja nelipolimagneetteja säteen keskittämiseen.
Suurin energia, jonka syklinen kiihdytin voi antaa, on yleensä rajoitettu magneettikentän (magneettikenttien) voimakkuudella ja hiukkasreitin pienimmällä säteellä (suurin kaarevuus). Niinpä fyysikot ovat ajan mittaan rakentaneet kiihdyttimiä, joissa on suuremmat magneetit ja suuremmat ympyrät, jotta voidaan saavuttaa korkeampia hiukkasten energiatasoja.
Syklotronissa suurin säde on melko rajallinen, sillä hiukkaset alkavat keskuksesta ja kiertyvät spiraalimaisesti ulospäin. Niinpä koko radan on oltava itsekantava levynmuotoinen tyhjiökammio. Koska säde on rajallinen, koneen tehoa rajoittaa magneettikentän voimakkuus. Tavallisen sähkömagneetin tapauksessa kentän voimakkuutta rajoittaa ytimen kyllästyminen (kun kaikki magneettialueet ovat samassa rivissä, kenttää ei voi enää kasvattaa käytännöllisesti katsoen millään tavalla). Yhden magneettiparin sijoittaminen laitteen koko leveydelle rajoittaa myös laitteen taloudellista kokoa.
Synkrotronit ylittävät nämä rajoitukset käyttämällä kapeaa sädeputkea, jota voidaan ympäröidä paljon pienemmillä ja tiukemmin fokusoivilla magneeteilla. Tämän laitteen kykyä kiihdyttää hiukkasia rajoittaa se, että hiukkasten on oltava varattuja, jotta niitä voidaan kiihdyttää lainkaan, mutta kiihdytettävät varatut hiukkaset säteilevät fotoneja (valohiukkasia), jolloin ne menettävät energiaa. Säteilyä rajoittava energia saavutetaan, kun säteilykeilan pitämiseksi ympyränmuotoisena vaadittavaan sivuttaiskiihtyvyyteen (taivutukseen) menetetty energia on yhtä suuri kuin jokaisella syklillä lisätty energia. Tehokkaampia kiihdyttimiä rakennetaan käyttämällä suuria säteitä ja käyttämällä useampia ja tehokkaampia mikroaaltokuvioita kiihdyttämään hiukkassädettä kulmien välillä. Kevyemmät hiukkaset (kuten elektronit) menettävät suuremman osan energiastaan kääntyessään. Käytännössä tämä säteilyhäviö rajoittaa elektroni-/positronikiihdyttimien energiaa, kun taas protoni- tai ionikiihdyttimien dynamiikassa sillä ei ole merkittävää merkitystä. Niiden energiaa rajoittavat ainoastaan magneettien vahvuus ja kustannukset.
Australian synkrotronilaitoksen sisätilat. Kuvassa hallitsee varastointirengas, jonka oikeassa etuosassa näkyy optinen diagnostinen sädelinja. Varastorenkaan keskellä on booster-synkrotroni ja linassäde.
Suunnittelu ja toiminta
Hiukkaset ruiskutetaan pääkehään huomattavilla energioilla joko lineaarikiihdyttimestä (linac) tai välissä olevasta synkrotronista, jota puolestaan syöttää lineaarikiihdytin. Linacia puolestaan syötetään hiukkasilla, jotka on kiihdytetty välienergiaksi yksinkertaisella suurjännitelähteellä, tyypillisesti Cockcroft-Walton-generaattorilla.
Hiukkaset on suunniteltu poistumaan linacista tietyllä nopeudella ("injektionopeus") synkrotroniin pääsyä varten. Operaattorit laskevat magneettikentän voimakkuuden, joka tarvitaan injektionopeuden mukaisten hiukkasten ohjaamiseksi synkrotronin reitille. Operaattorit syöttävät sähkömagneetteihin riittävästi virtaa, jotta magneettikentän voimakkuus olisi oikea.
Tämän jälkeen magneettikentän voimakkuutta kasvatetaan tästä alkuperäisestä magneettikentän voimakkuudesta alkaen. Hiukkaset kulkevat sähköstaattisen kiihdyttimen läpi, jota ohjaa korkea vaihtojännite. Hiukkasten nopeuksilla, jotka eivät ole lähelläkään valonnopeutta, kiihdytysjännitteen taajuus voidaan tehdä suunnilleen verrannolliseksi taivutusmagneeteissa kulkevaan virtaan. Taajuuden tarkempi säätö tapahtuu servosilmukalla, joka reagoi kulkevan hiukkasryhmän ohituksen havaitsemiseen. Kun hiukkasten nopeus lähestyy valonnopeutta, taajuus muuttuu lähes vakioksi, kun taas taivutusmagneettien virta kasvaa edelleen. Hiukkasiin kohdistuvan energian enimmäismäärä (tietyllä rengaskoolla ja magneettien lukumäärällä) määräytyy taivutusmagneettien ytimien kyllästymisen mukaan (piste, jossa virran lisääminen ei tuota lisää magneettikenttää). Yksi tapa saada lisää tehoa on tehdä toruksesta suurempi ja lisätä lisää taivutusmagneetteja. Tällöin hiukkasten uudelleenohjautuminen kyllästymispisteessä on vähäisempää, jolloin hiukkaset voivat olla energisempiä. Toinen keino suuremman tehon saavuttamiseksi on käyttää suprajohtavia magneetteja, joita ytimen kyllästyminen ei rajoita.
Kun hiukkaset ovat saavuttaneet maksimienergiansa, ne ohjataan ulos synkrotronista ja kohdistetaan kohteeseen. Varhaisissa synkrotroneissa käytettiin paikallaan olevia kohteita. Jotta törmäyksen energia saataisiin kaksinkertaistettua, fyysikot alkoivat 1970-luvulla törmäyttää toisiinsa kahta vastakkaiseen suuntaan kulkevaa hiukkassädettä yhden säteen ja paikallaan olevan kohteen sijasta. Jotta synkronissa olisi kaksi sädettä, jotka kulkevat vastakkaisiin suuntiin, he käyttivät hiukkasia, joilla oli sama massa mutta vastakkainen merkki. Esimerkiksi elektronit ja positronit tai protonit ja antiprotonit.
Suuret synkrotronit
Yksi varhaisista suurista synkrotroneista, joka on nykyään poistettu käytöstä, on Bevatron, joka rakennettiin vuonna 1950 Lawrence Berkeleyn laboratorioon. Tämän protonikiihdyttimen nimi tulee sen tehosta, joka oli 6,3 GeV (silloinen nimi BeV tarkoitti miljardia elektronivolttia; nimi oli ennen SI-alkuisesta etuliitteestä giga-). Tällä laitteella luotiin ensimmäisen kerran useita raskaita alkuaineita, joita ei ole nähty luonnossa. Tässä paikassa sijaitsee myös yksi ensimmäisistä suurista kuplakammioista, joita käytettiin koneen tuottamien atomitörmäysten tulosten tutkimiseen.
Toinen varhainen suuri synkrotroni on Brookhavenin kansalliseen laboratorioon rakennettu Cosmotron, joka saavutti 3,3 GeV:n tehon vuonna 1953. Ensimmäinen Cornellin yliopiston synkrotroni rakennettiin ennen vuotta 1950 ja sen teho oli 300 MeV.
Elokuuhun 2008 asti maailman suuritehoisin synkrotroni oli Yhdysvalloissa Fermin kansallisessa kiihdytinlaboratoriossa sijaitseva Tevatron. Se kiihdyttää protonit ja antiprotonit hieman alle 1 TeV:n liike-energiaan ja törmäyttää ne yhteen. Euroopan suurten energioiden fysiikan laboratorioon (CERN) rakennetussa suuressa hadronitörmäyttimessä (Large Hadron Collider, LHC) energia on noin seitsemänkertainen (eli protoni-protonitörmäykset tapahtuvat noin 14 TeV:n nopeudella). Se on sijoitettu 27 kilometrin pituiseen tunneliin, jossa aiemmin sijaitsi LEP-törmäytin (Large Electron Positron), joten se säilyttää asemansa suurimpana koskaan rakennettuna tieteellisenä laitteena. LHC kiihdyttää myös raskaita ioneja (kuten lyijyä) 1,15 PeV:n energiaan asti.
Suurin vakavasti ehdotettu tämäntyyppinen laite oli Teksasiin rakennettava suprajohtava supertörmäytin (Superconducting Super Collider, SSC). Tässä mallissa, kuten muissakin, käytettiin suprajohtavia magneetteja, jotka mahdollistavat voimakkaampien magneettikenttien luomisen ilman ytimen kyllästymisen aiheuttamia rajoituksia. Sen suunniteltu kehän ympärysmitta oli 87,1 kilometriä, ja protonisäteen energia oli 20 TeV. Rakentaminen aloitettiin vuonna 1991, mutta se peruttiin vuonna 1994. Hanketta oli johdettu huonosti. Jotkut sanovat, että kylmän sodan päättyminen johti tieteellisen rahoituksen painopisteiden muuttumiseen, mikä osaltaan vaikutti hankkeen peruuntumiseen.
Vaikka protonien ja raskaiden hiukkasten syklisiin kiihdyttimiin on vielä potentiaalia, näyttää siltä, että elektronisuihkun energian seuraavassa vaiheessa on vältettävä synkrotronisäteilyn aiheuttamat häviöt. Tämä edellyttää paluuta lineaarikiihdyttimiin, mutta huomattavasti nykyisin käytössä olevia laitteita pidemmillä laitteilla. Parhaillaan on käynnissä mittavat ponnistelut kansainvälisen lineaarikiihdyttimen (International Linear Collider, ILC) suunnittelemiseksi ja rakentamiseksi, joka koostuu kahdesta vastakkaisesta lineaarikiihdyttimestä, joista toinen on tarkoitettu elektroneille ja toinen positroneille. Nämä törmäyttävät toisiinsa massakeskipisteen kokonaisenergialla, joka on 0,5 TeV.
Synkrotronisäteilyllä on kuitenkin myös monenlaisia sovelluksia (ks. synkrotronivalo), ja monet toisen ja kolmannen sukupolven synkrotronit on rakennettu erityisesti sen hyödyntämistä varten. Suurimmat näistä 3. sukupolven synkrotronivalon lähteistä ovat Euroopan synkrotronisäteilylaitos (ESRF) Grenoblessa Ranskassa, Advanced Photon Source (APS) Chicagon lähellä Yhdysvalloissa ja SPring-8 Japanissa, jotka kiihdyttävät elektroneja 6, 7 ja 8 GeV:iin asti.
Huippututkimukseen soveltuvat synkrotronit ovat suuria koneita, joiden rakentaminen maksaa kymmeniä tai satoja miljoonia dollareita, ja jokainen sädelinja (suuressa synkrotronissa voi olla 20-50 sädelinjaa) maksaa keskimäärin kaksi tai kolme miljoonaa dollaria lisää. Nämä laitokset rakennetaan useimmiten kehittyneiden maiden hallitusten tiedealan rahoituslaitosten toimesta tai useiden alueen maiden yhteistyönä, ja niitä käytetään infrastruktuurilaitoksina, jotka ovat yliopistojen ja tutkimusorganisaatioiden tutkijoiden käytettävissä koko maassa, alueella tai maailmassa. On kuitenkin kehitetty kompaktimpia malleja, kuten Compact Light Source.
Nykyaikaiset teollisen mittakaavan synkrotronit voivat olla hyvin suuria (tässä Soleil lähellä Pariisia).
Luettelo asennuksista
| Synkrotroni | Sijainti ja maa | Energia (GeV) | Ympärysmitta (m) | Toimeksianto | Käytöstä poistettu |
| Kehittynyt fotonilähde (APS) | Argonnen kansallinen laboratorio, Yhdysvallat | 7.0 | 1104 | 1995 | |
| ALBA | Cerdanyola del Vallès lähellä Barcelonaa, Espanja | 3 | 270 | 2010 | |
| Tantalus | Madison, Wisconsin, Yhdysvallat | .2 | 9.38 | 1968 | 1995 |
| ISIS | Rutherford Appleton Laboratory, Yhdistynyt kuningaskunta | 0.8 | 163 | 1985 | |
| Australian synkrotroni | 3 | 216 | 2006 | ||
| ANKA | Karlsruhen teknillinen korkeakoulu, Saksa | 2.5 | 110.4 | 2000 | |
| LNLS | Campinas, Brasilia | 1.37 | 93.2 | 1997 | |
| SESAME | Allaan, Jordania | 2.5 | 125 | Suunnittelun alla | |
| Bevatron | Lawrence Berkeley Laboratory, Yhdysvallat | 6 | 114 | 1954 | 1993 |
| Birminghamin synkrotroni | 1 | - | 1953 | ||
| Lawrence Berkeley Laboratory, Yhdysvallat | 1.9 | 196.8 | 1993 | ||
| Cosmotron | 3 | 72 | 1953 | 1968 | |
| Kansallinen synkrotronivalonlähde | 2.8 | 170 | 1982 | ||
| Nimrod | Rutherford Appleton Laboratory, Yhdistynyt kuningaskunta | 7 | 1957 | 1978 | |
| Vaihtuvan gradientin synkrotroni (AGS) | 33 | 800 | 1960 | ||
| Stanfordin synkrotronisäteilyn valonlähde | SLAC National Accelerator Laboratory, Yhdysvallat | 3 | 234 | 1973 | |
| Synkrotronisäteilykeskus (SRC) | Madison, Yhdysvallat | 1 | 121 | 1987 | |
| Cornellin korkean energian synkrotronilähde (CHESS) | 5.5 | 768 | 1979 | ||
| Soleil | 3 | 354 | 2006 | ||
| Shanghain synkrotronisäteilylaitos (SSRF) | 3.5 | 432 | 2007 | ||
| Protonisynkrotroni | CERN, Sveitsi | 28 | 628.3 | 1959 | |
| Tevatron | 1000 | 6300 | 1983 | 2011 | |
| Sveitsin valonlähde | Paul Scherrer Institute, Sveitsi | 2.8 | 288 | 2001 | |
| CERN, Sveitsi | 7000 | 26659 | 2008 | ||
| BESSY II | 1.7 | 240 | 1998 | ||
| Euroopan synkrotronisäteilylaitos (ESRF) | Grenoble, Ranska | 6 | 844 | 1992 | |
| MAX-I | MAX-lab, Ruotsi | 0.55 | 30 | 1986 | |
| MAX-II | MAX-lab, Ruotsi | 1.5 | 90 | 1997 | |
| MAX-III | MAX-lab, Ruotsi | 0.7 | 36 | 2008 | |
| ELETTRA | Trieste, Italia | 2-2.4 | 260 | 1993 | |
| Synkrotronisäteilylähde | Daresbury Laboratory, Yhdistynyt kuningaskunta | 2 | 96 | 1980 | 2008 |
| ASTRID | Aarhusin yliopisto, Tanska | 0.58 | 40 | 1991 | |
| Timanttivalonlähde | 3 | 561.6 | 2006 | ||
| DORIS III | DESY, Saksa | 4.5 | 289 | 1980 | |
| PETRA II | DESY, Saksa | 12 | 2304 | 1995 | 2007 |
| PETRA III | DESY, Saksa | 6.5 | 2304 | 2009 | |
| Kanadan valonlähde | 2.9 | 171 | 2002 | ||
| SPring-8 | RIKEN, Japani | 8 | 1436 | 1997 | |
| KEK | Tsukuba, Japani | 12 | 3016 | ||
| Kansallinen synkrotronisäteilyn tutkimuskeskus | Hsinchu Science Park, Taiwan | 3.3 | 518.4 | 2008 | |
| Synkrotronivalon tutkimuslaitos (SLRI) | Nakhon Ratchasima, Thaimaa | 1.2 | 81.4 | 2004 | |
| Indus 1 | Raja Ramanna Centre for Advanced Technology, Indore, Intia | 0.45 | 18.96 | 1999 | |
| Indus 2 | Raja Ramanna Centre for Advanced Technology, Indore, Intia | 2.5 | 36 | 2005 | |
| Synkrofasotron | JINR, Dubna, Venäjä | 10 | 180 | 1957 | 2005 |
| U-70 synkrotroni | Korkean energian fysiikan instituutti, Protvino, Venäjä | 70 | 1967 | ||
| CAMD | LSU, Louisiana, Yhdysvallat | 1.5 | - | - | |
| PLS | 2.5 | 280.56 | 1994 |
- Huomautus: törmäytysautomaateissa ilmoitettu energia on usein kaksinkertainen tässä esitettyyn verrattuna. Yllä olevassa taulukossa on esitetty yhden säteen energia, mutta jos kaksi vastakkaista sädettä törmää suoraan, massakeskipisteen energia on kaksinkertainen esitettyyn säteen energiaan verrattuna.
Sovellukset
- Biotieteet: proteiinien ja suurten molekyylien kiteytys.
- LIGA-pohjainen mikrovalmistus
- Lääkkeiden löytäminen ja tutkimus
- Tietokonesirujen suunnittelun "polttaminen" metallikiekkoihin
- Kemikaalien analysointi niiden koostumuksen määrittämiseksi
- Elävien solujen reaktioiden havainnointi lääkkeisiin
- Epäorgaanisten aineiden kiteytys ja mikroanalyysi
- Fluoresenssitutkimukset
- Puolijohdemateriaalien analyysi ja rakennetutkimukset
- Geologisen materiaalin analyysi
- Lääketieteellinen kuvantaminen
- Protonihoito joidenkin syöpämuotojen hoitoon
Aiheeseen liittyvät sivut
- Luettelo synkrotronisäteilyn laitoksista
- Synkrotroniröntgentomografiamikroskopia
- Energian vahvistin
- Suprajohtava radiotaajuus
Etsiä