Cпециалисты американского Министерства энергетики готовятся к одному из наиболее важных событий этого года, которое без сомнений окажет огромное влияние на развитие науки и технологий будущего. Этим событием является ввод в строй ускорителя-синхротрона National Synchrotron Light Source-II (NSLS-II), который станет самым мощным в мире источником рентгеновского излучения, используемого для проведения исследований в области материаловедения, нанотехнологий, биохимии и бесчисленного множества других областей науки и техники.

Сооружение ускорителя NSLS-II, стоимость которого оценивается в 912 миллионов долларов, ведется сейчас в Лонг-Айленде, Нью-Йорк.

После запуска ускоритель будет работать в течение нескольких десятилетий, обслуживая ученых со всех уголков земного шара. Эти ученые, которым для проведения исследований будет выделено определенное время работы NSLS-II, будут находиться в университетском городке, размещая свое экспериментальное оборудование в специальных помещениях.

В настоящее время установка синхротрона еще не готова к работе в ее полном составе и на полной мощности. Специалисты Национальной лаборатории Брукхейвена (Brookhaven National Laboratory), в чем ведении находится синхротрон, проводят последние монтажные работы и завершающие испытания, а первые эксперименты, в которых синхротрон заработает на полную мощность, запланированы на конец этого года.

Рентгеновское излучение синхротрона NSLS-II позволит получать снимки объектов, которые слишком малы для того, чтобы их можно было рассмотреть каким-либо другим способом.

С помощью мощного рентгена ученые смогут исследовать различные структуры в нанометровом масштабе, материалы, которые могут быть использованы для создания следующих поколений топливных элементов, катализаторов, сверхпроводников и электроники.

Кроме этого,

источник рентгеновского излучения будет использоваться и в исследованиях, не имеющих к энергетике даже косвенного отношения, к примеру, для съемки структуры белков и других молекул биологического происхождения.

Рис. 2.

Синхротрон работает, излучая свободные электроны и разгоняя их к скорости, близкой к скорости света, внутри кольцевого ускорителя-синхротрона. Когда электроны разгоняются до необходимой скорости, они переводятся во второе кольцо, где они удерживаются на круговой траектории при помощи огромных магнитов. Во время этого движения электроны теряют скорость, а излишки их кинетической энергии высвобождаются в виде фотонов рентгеновского излучения. Это излучение фокусируется и выводится из кольца наружу через специальные волноводы, на конце которых находятся экспериментальные камеры, в которые помещаются исследуемые образцы. Синхротрон NSLS-II будет оборудован 30 волноводами с экспериментальными камерами, что позволит производить одновременно множество независимых исследований.

В конце прошлого месяца инженеры из Брукхейвена произвели первые включения синхротрона NSLS-II. В ходе этого была проверена работа ускорителя, генерация рентгеновского излучение и даже направление излучения по одному из волноводов.

Следующим этапом испытаний станет открытие шторы волновода, что позволит «выпустить» рентгеновское излучение наружу и проверить работу высокочувствительных датчиков рентгена, которые находятся в самом конце пути излучения.

Следует заметить, что синхротрон NSLS-II является по сути, модернизацией существующего синхротрона NSLS (National Synchrotron Light Source), который вступил в строй в 1982 году и был остановлен в сентябре этого года.

По сравнению с источником NSLS, новый источник NSLS-II вырабатывает рентген в 10 тысяч раз большей интенсивности, что открывает перед учеными совершенно новый уровень перспектив.