Podstawowe informacje

O synchrotronach

schemat pokazujący, jak powstaje światło synchrotronoweSynchrotrony to akceleratory elektronów i źródła wyjątkowego, synchrotronowego światła. Akceleratory cząstek są urządzeniami badawczymi, które przyspieszają cząstki elementarne posiadające ładunek elektryczny do prędkości bliskiej prędkości światła. W synchrotronach w momencie, gdy tor lotu cząstek jest zakrzywiany, pojawia się strumień fotonów – światło synchrotronowe. Jasność tego światła jest miliardy razy większa od jasności światła słonecznego. Obejmuje ono szeroki zakres fal elektromagnetycznych: od podczerwieni do promieniowania rentgenowskiego. Fale te mogą być filtrowane i kierowane do wielu linii badawczych na potrzeby różnorakich analiz.

Synchrotrony pozwalają zajrzeć w głąb materii i dokonać jej precyzyjnych analiz. Dzięki nim naukowcy mogą badać zarówno skład badanej substancji, jak i jej strukturę – światło synchrotronu może przenikać do wnętrza badanej materii. Może odwzorowywać z dowolną szczegółowością ukryte warstwy lub ich wybrane fragmenty, bez uszkadzania tych położonych na zewnątrz. Promieniowanie synchrotronowe stymuluje również procesy zachodzące w materii – wywołuje zmiany w badanych obiektach.

Synchrotrony otwierają zupełnie nowe możliwości badawcze. Dzięki nim można przeprowadzić analizy, które dotychczas dla badaczy były niedostępne. Synchrotrony pozwalają również uzyskać w krótszym czasie lepsze wyniki tych badań, które wcześniej były realizowane zwykłymi metodami. To obecnie najwszechstronniejsze urządzenie badawcze, jakimi dysponują nauki przyrodnicze i techniczne, takie jak biologia, chemia, fizyka, inżynieria materiałowa, nanotechnologia, medycyna, farmakologia, geologia czy krystalografia.

O synchrotronie SOLARIS

Synchrotron SOLARIS to najnowocześniejsze i największe multidyscyplinarne urządzenie badawcze w Polsce. Znakomite parametry stawiają go w czołówce urządzeń tego typu na świecie. Jako inwestycja strategiczna dla rozwoju nauki został umieszczony na Polskiej Mapie Drogowej Infrastruktury Badawczej.

Narodowe Centrum Promieniowania Synchrotronowego działa przy Uniwersytecie Jagiellońskim. Zlokalizowane jest na terenie Kampusu 600-lecia Odnowienia UJ, w południowej części Krakowa. Sąsiaduje ze specjalną strefą ekonomiczną Krakowskiego Parku Technologicznego. Centrum zostało wybudowane w latach 2010–2015. Inwestycję dofinansowała Unia Europejska ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego, w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 2007–2013.

Infrastruktura SOLARIS składa się z działa elektronowego (źródła elektronów), wstępnego akceleratora liniowego, linii transferowej, pierścienia akumulacyjnego oraz linii badawczych ze stacjami pomiarowymi (eksperymentalnymi).

Działo elektronowe wytwarza wiązkę elektronów. Wiązka ta powstaje dzięki podgrzaniu umieszczonej w próżni katody. Podgrzanie powoduje, że elektrony uzyskują energię, która pozwala im na „wyparowanie" do akceleratora liniowego.

Akcelerator liniowy, czyli liniak, przyspiesza wiązkę elektronów. Składa się z sześciu struktur przyspieszających, magnesów skupiających i korygujących tor ruchu wiązki oraz elementów diagnostyki wiązki. Aby elektrony nie napotykały na swojej drodze żadnej przeszkody, akcelerator liniowy pracuje w środowisku niemal doskonałej próżni.

Pierścień akumulacyjny jest sercem synchrotronu, składającym się z 12 elektromagnesów. Jednorazowo do pierścienia wstrzykiwanych jest w przybliżeniu bilion elektronów. Są one przyspieszane do docelowej dla synchrotronu SOLARIS energii 1,5 GeV. Jednocześnie elektromagnesy zakrzywiają toru ich lotu, tak by poruszały się po okręgu. Za każdym razem, gdy tor lotu elektronów jest zakrzywiany, powstaje strumień fotonów, czyli światło synchrotronowe.

Linie badawcze są przyłączane do pierścienia synchrotronu w miejscach, gdzie powstaje światło synchrotronowe, czyli gdzie elektromagnesy zakrzywiają tor lotu wiązki elektronów. Linie i ich stacje końcowe modyfikują światło synchrotronowe w taki sposób, by najlepiej służyło badaniom, które są przy nich prowadzone.

Do pobrania:

Broszura o synchrotronie SOLARIS