Передовая фотонная установка: источник рентгеновского излучения для научных исследований.
Advanced Photon Source
Передовая фотонная установка APS в Argonne: мощный источник рентгеновского излучения для научных исследований. Открыта для ученых всего мира с 1995 года.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Расширенный источник фотонов (APS) в Аргоннской национальной лаборатории (в Лемонте, штат Иллинойс) — это источник высокоэнергетического рентгеновского излучения, основанный на накопительном кольце. Он является одним из пяти источников рентгеновского излучения, принадлежащих и финансируемых Управлением науки Министерства энергетики США. APS начал свою работу 26 марта 1995 года. Он функционирует как научно-исследовательский центр коллективного пользования, то есть открыт для научного сообщества всего мира, и ежегодно его ресурсами пользуются более 5500 исследователей.
The Advanced Photon Source (APS) at Argonne National Laboratory (in Lemont, Illinois) is a storage ring based high energy X ray light source facility. It is one of five X ray light sources owned and funded by the U. S. Department of Energy Office of Science. The APS began operation on March 26, 1995. It is operated as a user facility, meaning that it is open to the world’s scientific community, and more than 5,500 researchers make use of its resources each year.
Как работает APS
APS использует серию ускорителей частиц, чтобы разогнать электроны почти до скорости света, а затем направляет их в кольцо хранения длиной примерно в две трети мили. На каждом изгибе траектории эти электроны излучают синхротронное излучение в виде ультраярких рентгеновских лучей. Ученые на 65 экспериментальных станциях, расположенных вокруг кольца, используют эти рентгеновские лучи для фундаментальных и прикладных исследований в различных областях. С помощью рентгеновских лучей, генерируемых APS, ученые исследуют внутреннее строение батарей с целью создания более долговечных и быстрозаряжающихся устройств накопления энергии; совершенствуют 3D-печать для получения более прочных материалов; изучают поведение заряженных частиц для улучшения работы электронных устройств; и создают карты мозга для лучшего понимания неврологических заболеваний. Исследования, проведенные в APS, внесли вклад в разработку вакцин против COVID-19, применяемых в Соединенных Штатах. Экспериментальный зал окружает кольцо хранения и разделен на 35 секторов, каждый из которых имеет доступ к линиям рентгеновского излучения – одной от вставного устройства, а другой – от отклоняющего магнита. Каждый сектор также соответствует лабораторно-офисному модулю, обеспечивающему непосредственный доступ к линии излучения. За работу, частично выполненную в APS, были присуждены две Нобелевские премии по химии: в 2009 году – за открытие структуры рибосомы, а в 2012 году – за структуру G-белок-связанных рецепторов.
The APS uses a series of particle accelerators to push electrons up to nearly the speed of light, and then injects them into a storage ring that is roughly two thirds of a mile around. At every bend in the track, these electrons emit synchrotron radiation in the form of ultrabright X rays. Scientists at 65 experiment stations around the ring use these X rays for basic and applied research in a number of fields. Scientists use the X rays generated by the APS to peer inside batteries, with the goal of creating longer lasting, faster charging energy storage devices; to improve 3D printing for more durable materials; to learn more about the behavior of charged particles in order to improve electronics; and to map the brain to understand more about neurological diseases. APS research played a role in the development of the COVID 19 vaccines in use in the United States. The Experiment Hall surrounds the storage ring and is divided into 35 sectors, each of which has access to x ray beamlines, one at an insertion device, and the other at a bending magnet. Each sector also corresponds to a lab/office module offering immediate access to the beamline. Two Nobel prizes in chemistry have been granted for work performed in part at the APS. The 2009 prize was awarded for the discovery of the structure of the ribosome, and the 2012 prize for the structure of G protein coupled receptors.
Обновление APS
APS прошел модернизацию, в ходе которой исходное кольцо хранения было заменено на новую многоискривительную ахроматическую решетку. Строительство девяти новых и модернизация пятнадцати существующих экспериментальных линий будет завершена в 2024 и 2025 годах. Это позволит получать рентгеновское излучение, вплоть до 500 раз более яркое, чем сейчас, и обеспечит более высокую фокусировку для изучения материалов меньшего размера с большей детализацией. Установка нового кольца хранения началась 24 апреля 2023 года и была завершена примерно через 12 месяцев в 2024 году, а 20 апреля 2024 года был продемонстрирован накопленный пучок.
The APS underwent an upgrade that saw the original storage ring replaced with a new multi bend achromat lattice. Construction of nine new feature beamlines and 15 enhanced existing beamlines will be completed in 2024 and 2025. The result will be X rays that are up to 500 times brighter than those currently generated, and beamlines that will enable greater focusing ability to examine smaller materials in sharper detail. The installation period for the new storage ring began on April 24, 2023, and was completed roughly 12 months later in 2024, with stored beam demonstrated April 20, 2024.