Compact Light Source a jeho možnosti

 

Compact Light Source (CLS) je zdroj rentgenového záření, který principem své funkce připomíná velké zdroje synchrotronového záření. Generované záření má mnohé vlastnosti obdobné záření ze synchrotronových zdrojů. Na rozdíl od klasického synchrotronu je toto zařízení fyzicky 200x menší, asi 50x levnější, ale přitom je schopno dodávat rentgenové záření, které pro mnohé aplikace částečně anebo plně nahradí nutnost měření na velkých synchrotronech.

 

Přístroj funguje na principu inverzního Comptonova rozptylu a generuje záření tak, že se svazek urychlených elektronů (25 MeV) střetává s fotony infračerveného LASERu (vlnová délka si 1 μm) a dráha elektronů je ovlivněna elektromagnetickým polem záření tak, jako je tomu například u undulátorů klasických synchrotronů. Urychlené elektrony vyzáří elektromagnetické záření s vlnovou délkou danou jejich energií a vlnovou délkou LASERového svazku. Díky relativistickému efektu je výsledná vlnová délka záření v oboru 0,35 – 1,8 Å (35 – 7 keV). Zdroj je laditelný změnou energie elektronů, vyzařuje s divergencí okolo 3-4 mrad, a má dosahovat intenzit (briliance) výstupního svazku na úrovni ohybových magnetů synchrotronů třetí generace. Vystupující záření je silně polarizované, jeho polarizace je dána polarizací LASERového svazku, takže je v principu snadno ovladatelná. Samotný zdroj záření má velikost v řádu desítek mikronů, záření je koherentní a lze jej využít na aplikace vyžadující koherentní zdroj (demonstrováno, J. Synchrotron Rad. (2009). 16, 43-47 Hard X-ray phase-contrast imaging with the Compact Light Source based on inverse Compton X-rays M. Bech, O. Bunk, C. David, R. Ruth, J. Rifkin, R. Loewen, R. Feidenhans'l and F. Pfeiffer).

 

Cena asi 300 – 400 MCZK podle vybavení koncových stanic.

 

Parametry zdroje umožňují jeho aplikaci na (tučně plánováné anebo výhledově plánované aplikace v BIOCEVu):

  1. Difrakční experimenty všeho druhu
    1. Monokrystalová difrakce na biologických i jiných materiálech.
    2. Aplikace na vzorky velikosti několika mikronů (mikrofokus na vzorku – skutečná velikost svazku, nikoli jen vymezením, o velikosti 10-20 mikronů).
    3. Difrakční experimenty vyžadující laditelné záření – biologické vzorky MAD (multiple wavelength anomalous dispersion), optimalizovaný SAD (single wavelength anomalous dispersion)
    4. Monokrystalová difrakce ve vysokém rozlišení (krátké vlnové délky, intenzita).
    5. Maloúhlový rozptyl – nyní především zamýšleno pro roztoky biologických molekul a komplexy: určování velikosti a tvaru částic.
    6. Jiné difrakční experimenty požadující relativně intenzivní, laditelný a polarizovaný zdroj rentgenového záření
  2. Nedifrakční experimenty
    1. Rentgenová absorpční spektroskopie – minimálně identifikace iontů a těžkých prvků například v proteinech (krystalech), ale i jiných materiálech.
    2. Rentgenové zobrazování s využitím fázového kontrastu (materiály, organismy, tkáně) na makroskopické úrovni, případně mikroimaging.

 

Zařízení vyvíjí firma Lyncean Technologies, Palo Alto, Kalifornie (http://lynceantech.com), zařízení jsem viděl v provozu, mám detaily, dokumentaci a jsem schopen poskytnout další informace (Ing. Jan Dohnálek, Ph.D, Ústav makromolekulární chemie AV ČR, Praha 6, tel. 296809205, dohnalek@imc.cas.cz).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Instalace CLS u Lyncean Technologies                                         Příklad koncové stanice vně bunkru