Еуропалық Синхротрон Сәулелендіру Орталығы: Күрделі Зерттеулер Акселераторы
European Synchrotron Radiation Facility
Еуропалық синхротрон сәулелендіру құрылмысы (ESRF) – Франциядағы ғылыми зерттеу орталығы. Жыл сайын 8000 ғалым 2000-нан астам тәжірибе жүргізеді, рентген сәулесі 100 есе күшті.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Бөлшектер үдеткіші
Particle accelerator
Еуропалық синхротрон сәулелендіру орталығы (ESRF) – 22 елдің қолдауымен Гренобль қаласында орналасқан бірлескен ғылыми-зерттеу мекемесі (осы ұйымға мүше 13 мемлекет: Франция, Германия, Италия, Ұлыбритания, Испания, Швейцария, Бельгия, Нидерланды, Дания, Финляндия, Норвегия, Швеция, Ресей; және 9 серіктес мемлекет: Австрия, Португалия, Израиль, Польша, Чехия, Венгрия, Словакия, Үндістан және Оңтүстік Африка). Жыл сайын шамамен 8000 ғалым осы бөлшектер үдеткішіне келіп, 2000-нан астам тәжірибе жүргізеді және шамамен 1800 ғылыми жарияланым жасайды.
The European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) is a joint research facility situated in Grenoble, France, supported by 22 countries (13 member countries: France, Germany, Italy, the UK, Spain, Switzerland, Belgium, the Netherlands, Denmark, Finland, Norway, Sweden, Russia; and 9 associate countries: Austria, Portugal, Israel, Poland, the Czech Republic, Hungary, Slovakia, India and South Africa). Some 8,000 scientists visit this particle accelerator each year, conducting upwards of 2,000 experiments and producing around 1,800 scientific publications.
Тарих
1994 жылдың қыркүйегінде ашылған осы орталықтың жылдық бюджеті шамамен 100 миллион евроны құрайды, 630-дан астам адам жұмыс істейді және әр жылы 200 мыңнан астам қонақ ғалымды қабылдайды. 2009 жылы ESRF-тің алғашқы ірі жаңарту жұмыстары басталды. 2015 жылы 8000 м2 аудандағы жаңа, аса тұрақты эксперименттік зал құрылысы аяқталғаннан кейін, оның рентген сәулелері ауруханалардағы рентген аппараттарынан 100 миллиард есе қуаттырақ болды. "Өте жарқын көз" (ESRF EBS) деп аталған орталықтың екінші жаңартуы 2018 және 2020 жылдар аралығында жүзеге асырылды. Бұл рентген сәулелерінің қуатын тағы 100 есеге арттырып, медициналық салаларда қолданылатын рентген сәулелерінен 10 триллион есе қуаттырақ етті. Осылайша, ол әлемдегі төртінші буынның алғашқы жоғары энергетикалық синхротроны атанды. Бірінші электрондық сәулелік сынақтар 2019 жылдың 28 қарашасында өтті. Ал жабдық 2020 жылдың 25 тамызында пайдаланушыларға қайта ашылды.
Inaugurated in September 1994, it has an annual budget of around 100 million euros, employs over 630 people and is host to more than visiting scientists each year. In 2009, the ESRF began a first major improvement in its capacities. With the creation of the new ultra stable experimental hall of 8,000 m2 in 2015, its X rays are 100 times more powerful, with a power of 100 billion times that of hospital radiography devices. The second improvement to the facilities, now named the "Extremely Brilliant Source" (ESRF EBS), took place between 2018 and 2020. and again improved its X ray power by a factor of 100, or 10,000 billion more powerful than X rays used in the medical field. It became the first fourth generation high energy synchrotron in the world. The first electron beam tests began on November 28, 2019. The facility reopened to users on August 25, 2020.
Жалпы сипаттама
ESRF физикалық кешені екі негізгі ғимараттан тұрады: 844 метрлік шеңбер және қырық тангенциалдық сәуле желілерін қамтитын эксперименттер залы; және зертханалар, дайындық бөлмелері мен кеңселер блогы, олар жаяу жүргіншілер көпірімен шеңберге қосылған. Сызықтық үдеткіш электронды қаруы және сәулені 6 ГэВ жұмыс энергиясына жеткізу үшін қолданылатын кішігірім бустерлік сақина негізгі сақинаның ішінде салынған. Бір кезде сақинаның айналасындағы дәліз ішінде велосипедтерге рұқсат берілген. Өкінішке орай, кейбір ұсақ жазабастардан кейін олар алынып тасталды. Бірақ оған дейін де, барлық шеңбер бойында үздіріліссіз велосипед тебу мүмкін емес еді, себебі кейбір сәуле желілері залдан шығып кетеді. ESRF-дегі зерттеулердің басым бөлігі ақуыз кристаллографиясы, жер ғылымы, палеонтология, материалдар ғылымы, химия және физика сияқты алуан түрлі салаларда рентген сәулеленуін пайдалануға бағытталған. ESRF сияқты құрылыстар дәстүрлі (зертханалық) сәулелену көздерімен қол жеткізе алмайтын сәуле ағыны, энергия диапазоны және ажыратымдылықты ұсынады.
The ESRF physical plant consists of two main buildings: the experiment hall, containing the 844 metre circumference ring and forty tangential beamlines; and a block of laboratories, preparation suites, and offices connected to the ring by a pedestrian bridge. The linear accelerator electron gun and smaller booster ring used to bring the beam to an operating energy of 6 GeV are constructed within the main ring. Until recently bicycles were provided for use indoors in the ring's circumferential corridor. Unfortunately they have been removed after some minor accidents. But even before this it was not possible to cycle continuously all the way around, since some of the beamlines exit the hall. Research at the ESRF focuses, in large part, on the use of X ray radiation in fields as diverse as protein crystallography, earth science, paleontology, materials science, chemistry and physics. Facilities such as the ESRF offer a flux, energy range and resolution unachievable with conventional (laboratory) radiation sources.
Зерттеу нәтижелері
2014 жылы 79 жылы Везувий тауының жарылысынан қираған ежелгі кітаптар ESRF-де алғаш рет оқылды. Бұл 1840 фрагмент күйген цилиндрлерге дейін тоздырылған. 2015 жылы Шеффилд университетінің ғалымдары ESRF-тің рентген сәулелерін пайдаланып, жай құстың көк және ақ қауырсындарын зерттеді және құстар қауырсындарының наноқұрылымын қатаң бақылап өзгерту арқылы жарқын түстерді жасайтынын анықтады. Бұл зерттеу бояулар мен киімдер үшін өшпейтін синтетикалық түстер жасаудың жаңа мүмкіндіктерін ашады. 2016 жылдың шілдесінде Оңтүстік Африка зерттеушілерінің тобы 2005 жылы Оңтүстік Африкада табылған, 200 миллион жылдан астам уақыт бұрын өмір сүрген кішкентай динозаврдың толық қазбаланған қаңқасын сканерледі. Гетеродонтозаврлардың тістерін сканерлеу нәтижесінде бір миллиметрден кем қалыңдықтағы таңдай сүйектері анықталды. 2017 жылдың 6 желтоқсанында Nature журналы Еуропалық синхротронда таңғажайып ерекшеліктері бар және шамамен 72 миллион жыл бұрын өмір сүрген жаңа динозавр түрінің табылуын жариялады. Бұл – екі аяқты, велоцираптор, страус және аққудың араласуынан пайдасқан, крокодил тұмсығы мен пингвин қанаты бар жануар. Оның биіктігі шамамен 1,2 метр (4 фут) және қатыгез тырнақтары бар, ол жемірін жерде аулап немесе суда жүзіп аңдып алады, бұл динозаврларды зерттеуде ғалымдар үшін жаңалық. 2021 жылдың қараша айында зерттеушілер ESRF-тің «Өте жарқын көзі» арқылы бүкіл органдарды 3D жасушалық ажыратымдылықпен сканерлеу үшін «HiP CT» атты жаңа рентгендік бейнелеу техникасын көрсетті. Онлайн жарияланған Адам ағзалары атласына COVID-19 жұқтырып қайтыс болған донордың өкпелері кірді.
In 2014, ancient books destroyed by the eruption of Mount Vesuvius in 79 are read for the first time in the ESRF. These 1840 fragments were reduced to the status of charred cylinders. In 2015, scientists from the University of Sheffield have used the ESRF's X rays to study the blue and white feathers of the Jay and have found that birds use well controlled changes to the nanostructure of their feathers to create the vivid colours of their plumage. This research opens new possibilities for creating non fading, synthetic colours for paints and clothing. In July 2016, a team of South Africa researchers scans a complete fossilized skeleton of a small dinosaur discovered in 2005 in South Africa and older than 200 million years. The dentition of heterodontosauridae scanned revealed palate bones of less than a millimeter thick. On December 6, 2017, the journal Nature unveils the discovery at the European synchrotron of a new species of dinosaur with surprising characteristics and living about 72 million years ago. It is a biped, mix between a velociraptor, an ostrich and a swan with a crocodile muzzle and penguin wings. With a height of about 1.2 meters (4 ft) and with killer claws, he could hunt his prey on the ground or hunt by swimming in the water, which is a novelty for scientists in the study of dinosaurs. In November 2021, researchers demonstrated a novel X ray imaging technique, "HiP CT", for 3D cellular resolution scans of whole organs, using the ESRF's "Extremely Brilliant Source". The published online Human Organ Atlas includes the lungs from a donor who died with COVID 19.
Қол жеткізу
ESRF-ның орналасқан жері "Polygone Scientifique" аймағының бір бөлігі болып табылады, ол Драк және Изер өзендерінің қосылған жерінде, Гренобль қаласының ортасынан шамамен 1,5 км қашықтықта жатыр. Оған Гренобль трамвай желісі және Semitag (C6, 22 және 54) жергілікті автобус бағыттары арқылы қол жеткізуге болады. Сондай-ақ, Гренобль-Изер және Лион-Сен-Экзюпери әуежайларымен де байланысты. ESRF өз аумағын Institut Laue Langevin (ILL), Еуропалық молекулалық биология зертханасы (EMBL) және басқа да бірнеше мекемемен бөліседі. Ұлттық ғылыми зерттеулер орталығының (CNRS) институты жолдың ар жағында орналасқан.
The ESRF site forms part of the "Polygone Scientifique", lying at the confluence of the rivers Drac and Isère about 1.5 km from the centre of Grenoble. It is served by Grenoble tramway system and local bus lines of Semitag (C6, 22 and 54). It is served by Grenoble–Isère Airport and Lyon–Saint Exupéry Airport. The ESRF shares its site with several other institutions including the Institut Laue Langevin (ILL), the European Molecular Biology Laboratory (EMBL) and the fr. The Centre national de la recherche scientifique (CNRS) has an institute across the road.
Адамдар
2003 жылы химия саласындағы Нобель сыйлығының иегері Родерик Маккиннон ID13 сәуле желісінде тәжірибелер жүргізді. 2009 жылы химия саласындағы Нобель сыйлығын алған Венки Рамакришнан, Томас А. Штиц және Ада Йонат ESRF-де макромолекулалық кристаллографиялық сәулелерді (ID14 1, 2, 4 және ID29) пайдаланды. 2012 жылы химия саласындағы Нобель сыйлығын алған Брайан Кобилька мен Роберт Лефковиц негізгі жұмыстарын ID13 сәуле желісінде жүргізді.
Roderick MacKinnon, Nobel Prize in Chemistry 2003, have carried out experiments on beamline ID13. Venki Ramakrishnan, Thomas A. Steitz, and Ada Yonath, Nobel Prize in Chemistry 2009, have used macromolecular crystallography beamlies (ID14 1, 2, 4; and ID29) at the ESRF. Brian Kobilka and Robert Lefkowitz, Nobel Prize in Chemistry 2012, have has carried out experiments mainly on beamline ID13.