Кіріспе

ALBA (каталон және испан тілдерінде "Күн шығуы" дегенді білдіреді) – 3 ГэВ энергиясы бар, үшінші буын синхротрондық сәулелену көзі. Ол Барселонаның Синхротрон паркінде, Серданияла-дель-Валлес қаласында, Барселонаның жанында, Каталонияда (Испания) орналасқан. Оны CELLS (Consorcio para la Construcción, Equipamiento y Explotación del Laboratorio de Luz de Sincrotrón, Синхротрондық жарық зертханасын салу, жабдықтау және пайдалану консорциумы) құрылыс жасап, басқарады. Оның құрылысына Испанияның орталық үкіметі мен Каталонияның аймақтық үкіметі бірлесіп қаржы салған. Испания ғылыми қауымдастығының он жылға жуық жобалау және әзірлеу жұмыстарынан кейін, жоба 2002 жылы Испания мен Каталонияның аймақтық үкіметтері тарапынан мақұлданды. Ғылыми семинарлар мен болашақ пайдаланушылармен өткізілген кеңестерден кейін, 2004 жылы нысан қайта жобаланды және 2006 жылы құрылыс жұмыстары басталды. Зертхана 2010 жылдың наурыз айында жеті сәулелі желі бойынша эксперименттер жүргізу үшін ресми түрде ашылды. Lightsources.org мәліметтері бойынша, ALBA 2012 жылдың мамыр айында пайдаланушыларға ашылды. Этиленді гидроформализациялау үшін оқшауланған металл атомдарына негізделген қатты катализаторларды зерттеу жүргізілуде.

Тарих

Жоба 1994 жылы іске қосылды, құрылысы 2003 жылы басталды, ал ресми ашылуы 2010 жылдың наурыз айында өтті. Зертхананы салу және жабдықтаудың жалпы құны 201,4 миллион евроға бағаланады. Жылдық операциялық шығындар 15,5 миллион евро деп есептеледі, сондықтан, бұрынғы ALBA директоры Жоан Бордастың сөзіне сәйкес, жылдық 8000 сағаттың шамамен 5000-ын пайдалану қажет, себебі оны іске қою құны 9 сызықпен де, 30 сызықпен де бірдей. Жобаны орналастырған ғимарат 2009 жылдың соңында аяқталды, ал объектінің толыққанды жұмыс істеуі кезең-кезеңімен жүзеге асырылып, 2011 жылы аяқталады. Ресми ашылу рәсімі Испания Үкіметінің төрағасы Хосе Луис Родригес Сапатеро және Каталония Үкіметінің президенті Хосе Монтилла, сондай-ақ жобаның ұйымдастырушысы Рамон Паскуал сияқты ғалымдардың қатысуымен 2010 жылдың 23 наурызында өтті. Бұл құрылыс орнатудың талаптарына байланысты үлкен техникалық күрделілікке ие, ол механикалық тұрақтылықты, температураны бақылауды және электрмен жабдықтау сапасын қамтиды. 2012 жылдың шілдесінде алғашқы талдау эксперименттері басталды. ALBA синхротронының іске асырылуы кезінде оның қазіргі қуатынан (8 жарық сызығы) төрт есе көп сұраныс болды, оның көп бөлігі испан ғалымдарынан түсті.

Хронологиясы

1990: Испанияда синхротрон жарық көзіне қаржыландыру алуға жасалған алғашқы әрекет. 2003 ж. ALBA синхротроны жобасы бекітілді. Қаржыландыру испан үкіметі мен Каталония әкімшілігі арасында тең бөлінді. Жобаны басқару үшін Синхротрон жарық көзін салу, жабдықтау және пайдалану консорциумы (CELLS) құрылды, және Жоан Бордас бас директор болып тағайындалды. 2006: Бірнеше жылдық жобалау және Испания мен шетелден сарапшылар тобын даярлаудан кейін құрылыс басталды. 2007: ALBA LINAC электрондық қаруынан алғашқы электрондар көрінді. 2008 ж.: Сызықтық үдеткіш (LINAC) орнатылды. 2009: Бустер және сақтау сақинасы орнатылды. 2010: Бустердің алғашқы сынақ жұмысы жүргізілді; барлық компоненттер, кіші жүйелер және жабдықтар техникалық талаптарға сәйкес жұмыс істеді. ALBA синхротроны Испания үкіметінің президенті Хосе Луис Родригес Сапатеро және Каталонияның президенті Хосе Монтилья тарапынан ашылды. 2011: Электрондық сәуле алғаш рет MISTRAL сәуле желісіне жетті. BOREAS сәуле желісінің алғашқы сыртқы зерттеушісі құрылғыны іске қосуға көмектесті. 2012: BOREAS, MSPD, XALOC, NCD және CIRCE сәуле желілері алғашқы ресми пайдаланушыларын қабылдады. Шілде айында Катерина Бискари ALBA синхротронының жаңа директоры болып тағайындалды. Жыл соңында ALBA-ның алғашқы жарияланымы шықты: MSPD сәуле желісінен жиналған деректерді қамтитын есеп. 2013: 2013 жылдың басына қарай жеті сәуле желісі ресми пайдаланушыларды қабылдады.

BL01 - MIRAS: Инфрақызыл микроспектроскопия

MIRAS – Фурье түрлендірілген инфрақызыл (FTIR) спектроскопиясы және микроскопиясы үшін арналған. FTIR – материалдың инфрақызыл сәулелерді жұту немесе шығару спектрін, соның салдарынан оның химиялық құрамын анықтау әдісі. Бұл сәуле жолында синхротронға негіделген инфрақызыл спектрометр мен микроскоп мүмкіндіктері бар, олар шамамен 1 мкм-ден ~100 мкм-ге дейінгі толқын ұзындығы диапазонын қамтиды, ал спектрлік аймақ бастапқыда 2,5 пен 14 мкм аралығында зерттеулер жүргізу үшін жоспарланған. Осы сәуле жолында үлгілерді талдау үшін шағылысу, әлсіретілген толық шағылысу (ATR), өткізу және түсу бұрышы қолданылады.

BL04 - MSPD: Материалдар ғылымдары және ұнтақ дифракциясы сәуле желісі

Материалдар ғылымы және ұнтақ дифракциясы сәулелі желісі жоғары ажыратымды ұнтақ дифракциясы және алмасты намыл жасушаларын қолданатын жоғары қысымдағы ұнтақ дифракциясы үшін арналған. Сәулелі желі 8 мен 50 кэВ аралығында жұмыс істейді. Бұл энергия диапазоны дерлік кез келген ұнтақ дифракциясы тәжірибесі үшін қажетті диапазонды толыққанды қамтиды, сонымен қатар толық шашырау тәжірибелерін және жоғары қысымды дифракцияны жүргізуге мүмкіндік береді, мұндай тәжірибелер үшін жоғары энергиялы көздердің (E>30 кэВ) болуы қажетті, кейде тіпті міндетті. Әртүрлі тәжірибелік техникаларды қолдану үшін екі тәжірибелік станция бар, біреуі жоғары ажыратымды ұнтақ дифракциясына, ал екіншісі жоғары қысымды тәжірибелерге арналған.

BL09 - MISTRAL: Жұмсақ рентгендік микроскопия

MISTRAL толық өрістік рентгендік микроскопиялық сәуле желісі су терезесіндегі крио-нано томографияға және биологиялық қолдану үшін көп кВ спектрлік аймақтарда (E = 270эВ – 2600эВ) жұмыс істейді. Бұған қоса, рентген сәулелерін сіңірудің бірнеше қызықты жиектерінде спектроскопиялық бейнелеу (рентген сәулелерінің толқын ұзындығы диапазонында 2D бейнелер тізбегі) жүргізуге болады. Трансмиссиялық рентгендік микроскоп (TXM) 270эВ-тан 1200эВ-қа дейін жұмыс істейді. Бір рефлексиялы эллипстік шыны капиллярлық линзасы монохроматикалық сәулені криотемпературадағы сынамаға шоғырландырады. Сәуле шығуын объективті Френель аймақтық пластинасы (25 немесе 40 нм ең сыртқы аймақ енімен) қабылдайды және ұлғайтылған бейне тікелей жарықтандыру CCD камерасына жіберіледі. 2D-дегі күтілетін кеңістіктік ажыратымдылық 30 нм, ал томография үшін ≈50 нм құрайды. Микроскопты жоғары энергияға (атап айтқанда, 2600эВ-тағы Зернике фазалық контрастына) жаңарту, сондай-ақ корреляциялық флуоресценттік көрінетін жарық микроскопиясын дамыту жоспарлануда.

BL11 - NCD-SWEET: Кристалдық емес дифракция

Шағын бұрышты рентген сәулелерін шашырату (SAXS) эксперименттері полимерлер, коллоидтар, ақуыздар және талшықтар сияқты ірі молекулалық жиынтықтардың құрылымдық және динамикалық ақпаратын қамтамасыз етеді. Бұл техника медицина, биология, химия, физика, археология, қоршаған ортаны қорғау, консервация және материалтану сияқты кең ауқымды салаларды қамти алады. SAXS – биологиялық жүйелердегі құрылымдық үлкен ұйымдастырылуды, бұлшық ет талшықтарының құрылымын және функциясын, мүйіз қабығының мөлдірлігін, биологиялық мембраналарды, полимерлерді өңдеуді, мезоскопиялық металл бөлшектерінің, коллоидтардың, минералдық агрегаттардың, сұйық кристалдардың және құрылғылардың өздігінен құралуын зерттеуге арналған қуатты техника. SAXS және ЖБРС (кең бұрышты рентген сәулелерін шашырату) деректерін бір уақытта тіркеу нәтижесінде бірнеше микроннан бірнеше ангстремге дейінгі ұзындықтарды қамтитын масштаб пайда болады.

BL13 - XALOC: Макромолекулалық кристаллография

XALOC қазіргі және болашақ құрылымдық биология топтарына макромолекулалар мен кешендердің құрылымдарын анықтауда көмектесетін икемді және сенімді құрал ұсынуды мақсат етеді. Сәулелік желі кристаллдардың әртүрлі өлшемдерімен және элементар жасуша параметрлерімен жұмыс істеуге мүмкіндік береді, сондай-ақ толқын ұзындығына тәуелді және тәуелсіз эксперименттер жүргізуге болады.

BL22 - CLÆSS: Жарық деңгейіндегі сіңіру және эмиссиялық спектроскопиялар

CLÆSS сәуле желісі екі толықтыратын техникаға – рентгендік сәулелерді сіңіру және эмиссиялық спектроскопияға – бір мезгілде және біртұтас қол жеткізуді қамтамасыз етеді. Келіп түсетін энергия диапазоны 2,4 – 63,2 кэВ. CLEAR спектрометрі арқылы таңдалатын шығатын энергия диапазоны 6,4 – 12,5 кэВ. Үлгілерді орнату құрылғылары төмен/жоғары температурада (10–320 К, 80–1000 К), төмен/жоғары энергияда өлшеулер жүргізуге (өткізу және люминесценция режимінде) және "in situ" қатты газ реакторларын пайдалануға мүмкіндік береді.

BL24 - CIRCE: Фотоэмиссиялық спектроскопия және микроскопия

BL24 CIRCE – бұл күшті фотоэмиссиялық тәжірибелерге арналған, өзгеретін поляризациялы жұмсақ рентген сәулесінің сәулелік желісі.

BL29 - BOREAS: Резонанстық сіңіру және шашырау

Өзгермелі поляризациялық жұмсақ рентген сәулелі желісі, негізгі және қолданбалы зерттеулер үшін, материалдардың поляризацияға тәуелді спектроскопиялық сипаттамасына арналған.

Кеңейту

2020 жылға дейін үш сәуле желісі құрылыс кезеңінде: LOREA, XAIRA және NOTOS. Төртіншісі, FAXTOR, жобалануда.