Synchrotronbronnen

Synchrotronbronnen, of synchrotronlichtbronnen, zijn onderzoeksfaciliteiten die intense synchrotronstraling genereren door hoogenergetische elektronen (of positronen) in een opslagring of opstelling met een linac rond te laten bewegen. In een opslagring worden de elektronen continu in een gesloten baan gehouden door magnetische velden; wanneer zij buigen langs deze baan, zendt hun versnelde beweging straling uit. Die straling is extreem helder, relatief goed gericht en beslaat een breed spectrum van infrarood tot harde X-stralen.

De straling kan verder worden aangepast en versterkt met insertie-apparaten zoals undulatoren en wigglers die tussen de magneten in de baan worden geplaatst. Deze apparaten produceren straling met specifieke spectraliteit en groter helderheid, wat beamlines beschikbaar maakt voor een breed scala aan experimenten. De uitgezonden straling wordt via beamlines naar instrumenten geleid voor technieken zoals röntgendiffractie, spectroscopie, microscopie en tomografie. Synchrotronstraling biedt hoge helderheid, nauwkeurig controleerbare golflengten en de mogelijkheid om tijdsbeelden te bestuderen met snelle detectoren.

Toepassingen van synchrotronbronnen bestrijken onder meer de materialenwetenschap, chemie, biologie en geneeskunde, met technieken zoals structuurbepaling van materialen en macromoleculen, materiaalanalyse, nano- en medische beeldvorming, en spectroscopische onderzoeken. Er bestaan verschillende soorten bronnen: de meeste facilities opereren als opslagringsbronnen; daarnaast bestaan X-ray free-electron lasers (XFELs), die linac-technologie gebruiken om extreem intense, ultrakorte pulsen te leveren. Voorbeelden van grote synchrotronbronnen zijn ESRF (Frankrijk), Diamond Light Source (Verenigd Koninkrijk), Advanced Photon Source (Verenigde Staten), Spring-8 (Japan) en Soleil (Frankrijk).