Введение
Национальный синхротронный источник света (NSLS) в Брукхейвенской национальной лаборатории (BNL) в Уптоне, штат Нью-Йорк, был национальным исследовательским центром коллективного пользования, финансируемым Министерством энергетики США (DOE). Построенный в период с 1978 по 1984 год и официально прекративший свою работу 30 сентября 2014 года, NSLS считался синхротроном второго поколения. Экспериментальная площадка NSLS состояла из двух накопительных колец электронов: кольца рентгеновского излучения и кольца VUV (вакуумного ультрафиолета), которые обеспечивали интенсивный, сфокусированный свет, охватывающий электромагнитный спектр от инфракрасного до рентгеновского диапазона. Свойства этого света и специально разработанные экспериментальные станции, называемые линиями пучков, позволяли ученым в различных областях исследований проводить эксперименты, которые были бы невозможны в их собственных лабораториях.
История
28 сентября 1978 года состоялась церемония начала строительства NSLS. Кольцо VUV начало функционировать в конце 1982 года, а рентгеновское кольцо было введено в эксплуатацию в 1984 году. В 1986 году второй этап строительства расширил NSLS, добавив офисные помещения, лаборатории и место для нового экспериментального оборудования. В ходе модернизации во время второго этапа в 1986 году к кольцу VUV были добавлены два вставных вигглера/ундулятора, обеспечившие наиболее яркий источник в вакуумном ультрафиолетовом диапазоне до появления источников света третьего поколения. Окончательный проект кристаллической решетки был завершен в 1978 году, а первый накопленный пучок был получен в сентябре 1982 года. К 1985 году экспериментальная программа активно развивалась, а к концу 1990 года линии пучков и вставные устройства второго этапа были введены в эксплуатацию. Затем эти электроны проходили через линейный ускоритель (линак), который разгонял их до энергии 120 МэВ.
Объекты
Ультрафиолетовое кольцо имело 19 лучевых линий, а рентгеновское кольцо – 58 лучевых линий. Лучевые линии эксплуатировались и финансировались различными способами. Однако, поскольку NSLS был центром коллекного пользования, любой ученый, подавший заявку, мог получить время на эксперимент после экспертной оценки. В NSLS существовало два типа лучевых линий: линии, обслуживаемые персоналом NSLS (Facility Beamlines, FB), которые резервировали не менее 50% времени для пользователей, и линии, обслуживаемые сторонними исследовательскими группами (Participating Research Team, PRT), которые резервировали не менее 25% времени для пользователей. Каждая рентгеновская лучевая линия имела конечную станцию, называемую «хутч». Это большие защитные кожухи, изготовленные из материалов, экранирующих от радиации, таких как сталь и свинцовое стекло, для защиты пользователей от ионизирующего излучения пучка. На рентгеновской площадке многие эксперименты проводились с использованием таких методов, как рентгеновская дифракция, дифракция порошков высокого разрешения (PXRD), XAFS, DAFS (аномальная дифракция рентгеновских лучей с тонкой структурой), WAXS и SAXS. На VUV кольце конечными станциями обычно являлись камеры с ультравысоким вакуумом (UHV), которые использовались для проведения экспериментов с применением методов, таких как XPS, UPS, LEEM и NEXAFS. В некоторых лучевых линиях использовались другие аналитические инструменты в сочетании с синхротронным излучением, такие как масс-спектрометр, мощный лазер или газохроматограф-масс-спектрометр. Эти методы помогали дополнять и более точно количественно оценивать эксперименты, проводимые на конечной станции.
Нобелевские премии
В 2003 году Родерик Маккиннон получил Нобелевскую премию по химии за расшифровку структуры нейронного ионного канала. Часть его работы была выполнена в NSLS. В 2009 году Венкатраман Рамакришнан, Томас А. Штейтц и Ада Э. Йонат были удостоены Нобелевской премии по химии за получение изображений рибосомы с атомным разрешением, используя рентгеновскую кристаллографию в NSLS и других источниках синхротронного излучения.
Статистика пользователей
В 2009 году Национальный источник синхротронного излучения принял более 2200 пользователей из 41 штата США и 30 других стран. В 2009 году было опубликовано 658 статей в научных журналах и в общей сложности 764 публикации, включая статьи в журналах, книги, патенты, диссертации и отчеты.
NSLS-II
NSLS был окончательно выведен из эксплуатации 30 сентября 2014 года после более чем 30 лет работы.