Pokročilé zdroje žiarenia pohľad do vnútra hmoty

Transkript

1 Pokročilé zdroje žiarenia pohľad do vnútra hmoty Marcel MiGLiERiNi Slovenská technická univerzita v Bratislave Slovenská spektroskopická spoločnosť člen Zväzu slovenských vedeckotechnických spoločností marcel.miglierini@stuba.sk Ústav jadrového a fyzikálneho inžinierstva

2 Obsah Synchrotrón ESRF Grenoble XFEL X-ray Free Electron Laser Hamburg príklady aplikácií 2 of 26

3 ESRF, Grenoble 3 of 26

4 Synchrotróny vo svete 4 of 26

5 Synchrotróny vo svete 5 of 26

6 Synchrotróny vo svete 6 of 26

7 Členovia ESRF 27.5% Francúzsko 25.5% Nemecko 15% Taliansko 14% Veľká Británia 4% Španielsko 4% Švajčiarsko 6% BeNeSync (Belgicko, Holandsko) 4% NordSync (Dánsko, Fínsko, Nórsko, Švedsko) 1% Portugalsko 1% Izrael 1% Rakúsko 1% Poľsko 1.05% CentralSync (Česko, Maďarsko, Slovensko) 7 of 26

8 Konzorcium CENTRALSYNC: of 26

9 Základná schéma 1. elektrónové delo 4. akumulačný prstenec 2. lineárny urýchľovač 5. trasa 3. urýchľujúci prstenec 6. experimentálna stanica 9 of 26

10 Koncová stanica Optická kabína Experimentálna kabína Riadiaca miestnosť 10 of 26

11 Energia synchrotrónového žiarenia elektróny synchrotrónové žiarenie kolajdery lúče X Neutróny budova bunka molekula/atóm jadro/quarky elektromagnetické vlny rádiové vlny IČ vditeľné svetlo UV mäkké rtg. tvrdé rtg. gama lúče synchrotrónové žiarenie 11 of 26

12 Vlastnosti synchrotrónového žiarenia 1. Briliancia 2. Koherencia 3. Pulzná emisia 4. Polarizácia 5. Stabilita lúča 6. Preladiteľnosť Briliancia: - kombinácia toku, veľkosti zdroja a divergencie lúča - počet fotónov za sekundu v určitom energetickom pásme, podelené plochou zdroja a priestorovým uhlom kužela žiarenia 12 of 26

13 počet fotónov Briliancia (fotóny/s/0.1%bw/mm 2 /mrad 2 ) Nombre de photons Longueur d'onde (Å) Emisiné spektrum ohýbací magnet Slnko rtg. trubice ev 10 ev 100 ev 1 kev 10 kev 100 kev energia Energie 13 of 26

14 XFEL nový zdroj synchrotrónového žiarenia biliancia o 10 rádov vyššia ako u synchrotrónov 3. generácie časová štruktúra pulzov 2.7 khz na balík 5 MHz v balíku 14 of 26

15 Základná schéma 15 of 26

16 Časová štruktúra pulzov fotónov 16 of 26

17 DESY, Hamburg 17 of 26

18 European XFEL, GmbH ondulátorová časť experimentálna hala v Schenefelde Injektorová časť v DESY 2,1 km dlhý lineárny urýchľovač 18 of 26

19 European XFEL GmbH: Konzorcium 10 štátov Dánsko Grécko Maďarsko Nemecko Poľsko Rusko Slovensko Švajčiarsko Švédsko Taliansko 19 of 26

20 Li-Batérie kardiostimulátora nové materiály Navigácia GPS funkčné materiály Senzory zrýchlenia pre airbagy Kozmetika TiO 2 nanočastice SAW štruktúry mobilu Biokompatibilné materiály umelých kĺbov Sklá optické materiály UV filtre Digitálna kamera CCD čip Umelé šošovky biokompatibilné polyméry Kostra bicykla karbónové vlákna kompozitné materiály Inteligentné kredit karty integrované obvody Presný čas zo satelitu polovodičové prvky mikrobatérie Čítacie hlavy LED displej GMR fotonické materiály magnetické Multivrstvy Marcel MiGLiERiNi MMiiiii 20 of 26

21 Proteínová kryštalografia 3D štruktúra difrakčný obrazec mrak elektrónovej hustoty Kryštalizácia proteínu 21 of 26

22 DAC s laserovým ohrevom 22 of 26

23 V službách vedeckého bádania Materiálové vedy Biológia Environmentálne vedy Fyzika Medicína Chémia 23 of 26

24 a priemyselného výskumu. Spolupráca s verejným sektorom Cielený výskum 24 of 26

25 Femtosekundová proteínová kryštalografia priemer lúča 7 mm energia W/cm 2 dĺžka pulzu 70 fs 25 of 26

26 WINTER SCHOOL OF SYNCHROTRON RADIATION Liptovský Ján, Slovakia Slovensko 52 Česká republika 26 Nemecko 13 Francúzsko 6 Maďarsko 3 Poľsko 3 Rakúsko 1 Švajčiarsko 1 USA 1 26 of 26