synchrotronsäteily

Synkrotronisäteily on sähkömagneettista säteilyä, jota syntyy, kun relativistiset varatut hiukkaset, yleensä elektronit tai positronit, kiihdytetään ja kaartuvat magneettikentässä. Säteily syntyy tangentinisesti kiertoradan suuntaan ja kattaa laajan spektrin infrapuna-alueelta röntgensäteisiin. Se on erittäin kirkasta ja hyvin suuntautunutta, ja sitä voidaan suunnata tarkasti sekä muokata polarisaatiota ja pulsoituvuutta hyödyntäen.

Syntyminen ja perusominaisuudet: Synkrotronilaitoksissa hiukkaset kiihdytetään suurille nopeuksille ja pidetään kiertojalostuilla radoilla magneettikenttien avulla. Erityisen kirkkautta voidaan lisätä käyttämällä insertio-laitteita, kuten undulaattoreita ja wigglereita, jotka tuottavat voimakkaampaa ja monipuolisempaa säteilyä. Säteily on laajakaista, säieintarohin moniulotteisia ominaisuuksia sekä usein erittäin lyhyitä pulsaatioita.

Käyttökohteet: Synkrotronisäteilyä hyödynnetään laajasti tiedeyhteisössä. Sitä käytetään röntgenspektriossa, diffraktiossa ja kuvantamismenetelmissä sekä pienkulmamrakenteiden tutkimuksessa. Se mahdollistaa erittäin korkean resoluution rakenteiden, elektronisten tilojen sekä kemiallisten reaktioiden dynamiikan tutkimisen sekä biologisten näytteiden kuvantamisen.

Laitokset ja turvallisuus: Maailmassa on useita suuria synkrotronilaitoksia, kuten ESRF (Grenoble), Diamond Light Source (Iso-Britannia), MAX IV (Lund), Soleil (Ranska) ja SLS (Sveitsi), sekä Pohjois-Amerikassa APS. Toimintaan liittyy tiukka säteilyturvallisuus, koska säteilyä on runsaasti ja se vaatii koulutettua henkilöstöä sekä asianmukaisia suojajärjestelyjä.