Главная
страница 1

УДК 001(06) Перспективные наукоемкие технологии

Г.В. ФЕТИСОВ

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
СОВРЕМЕННЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ

СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

В МАТЕРИАЛОВЕДЕНИИ
Обзор современного состояния и ближайших перспектив рентгеновских методов исследования материалов с использованием синхротронного излучения (СИ) дает картину развития самих методов и совершенствования источников генерирования высокояркого СИ с уникальными свойствами.
Синхротронное излучение (СИ) – это электромагнитное (фотонное) излучение, испускаемое заряженными частицами, движущимися с релятивистскими и ультрарелятивистским скоростями по криволинейным траекториям. Наиболее интенсивное СИ получается от самых легких заряженных частиц – электронов и позитронов. В общем случае СИ электронов или позитронов с энергией 2 ГэВ и выше имеет непрерывный спектр, простирающийся от инфракрасного излучения до области жестких рентгеновских лучей. Особенность этого излучения заключается в том, что все излучаемые фотоны в результате релятивистского сжатия оказываются сконцентрированными в узком пучке, направленном по ходу движения излучающих частиц. Спектральная яркость СИ в рентгеновской области многократно (на много порядков) превосходит яркость излучения самых мощных рентгеновских трубок. На сегодняшний день основными генераторами СИ являются высокоэнергетические циклические ускорители электронов и позитронов – накопительные кольца. Вместе с тем ведется разработка принципиально новых источников этого излучения, которые могут быть построены уже в ближайшем будущем.

Уникальные свойства СИ: очень высокая яркость, почти полная поляризованность, хорошо детерминированный импульсный характер и возможность выбора любой нужной для эксперимента длины волны излучения, сделали его самым востребованным зондом для различных спектральных и дифракционных измерений при решении сложнейших задач современного естествознания.

Косвенным подтверждением ценности и важности СИ для развития естественных наук и современных технологий может служить тот факт, что на всех континентах земного шара (кроме Африки и Антарктиды) уже работают более 50 специализированных источников СИ на базе накопительных колец, а их излучение ежегодно используют более 10 тысяч инженеров и исследователей работающих над решением сложнейших задач в области химии, материаловедения, биологии и медицины, планетарных наук, наук об окружающей среде, и т.п. Более того, в связи с необходимостью решения новых задач в области биологии и медицины, нанотехно­логий, новых технологий производства и аккумулирования энергии, в самых разных странах ведется строительство нескольких новых более совершенных источников СИ. Завершается строительство новых источников в Австралии, Англии и Франции. Начато строительство источников СИ в Иордании и Испании. Эти установки строятся несмотря на очень высокую стоимость их строительства (несколько сот млн. долларов) и эксплуатации (несколько млн. долларов ежегодно), что свидетельствует о их нужности для национальных интересов, как развитых, так и развивающихся стран.

Как получается СИ и какими уникальными свойствами обладает? Что нового по сравнению с рентгеновским лучами из рентгеновских трубок может дать СИ рентгеновского диапазона для исследования структуры веществ и материалов? Какие генераторы СИ уже есть в настоящее время и какие могут появиться в ближайшем будущем, где их можно найти и каковы их основные характеристики? Чем отличается проведение рентгеноструктурных и рентгеноспектральных экспериментов на СИ от измерений на лабораторных источниках рентгеновских лучей и какие специальные устройства требуются и уже существуют для таких экспериментов? Какие рентгеновские измерения стали возможны в последнее время только благодаря появлению доступного СИ и как их проводить, а также что принципиально нового можно узнать о веществе из результатов этих измерений? Многие из этих вопросов довольно подробно изложены в книге [1] и кратко рассматриваются ее автором в настоящем докладе. Вместе с тем, в докладе приводятся и другие примеры применения СИ рентгеновского диапазона, которые очень важны для современного материаловедения, но не нашли отражения в книге [1].


Список литературы
1. Фетисов Г.В. Синхротронное излучение. Методы исследования структуры веществ. М.: Физматлит. (2006) – в печати. Объем 47 авторских листов (около 720 стр.).


ISBN 5-7262-0710-6. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2007. Том 9




Смотрите также:
Современные применения синхротронного излучения в материаловедении
29.7kb.
1 стр.
Проект модернизации курчатовского источника синхротронного излучения. Бустерный синхротрон
31.45kb.
1 стр.
Программа дисциплины Использование синхротронного излучения в химии твердого тела
64.11kb.
1 стр.
В ходе термического отжига по данным спектроскопии и рассеяния синхротронного излучения
30.33kb.
1 стр.
Программа школы молодых специалистов по синхротронному излучению-2009
61kb.
1 стр.
Директор ияи ран академик В. А. Матвеев
31.91kb.
1 стр.
Синхротронное излучение самосогласованных токовых слоев
12.3kb.
1 стр.
Основные свойства синхротронного излучения
32.22kb.
1 стр.
Лабораторная работа 4 взаимодействие γ-излучения
175.2kb.
1 стр.
Исследование процессов переноса излучения и вещества в астрофизических объектах
17.27kb.
1 стр.
Разработка экспериментальных приборных средств и методик их применения для поиска и характеризации источников ионизирующего излучения в сложной радиационной обстановке
331.39kb.
1 стр.
Методика применения мобильных технологий в преподавании иностранных языков: этапы развития и современные тенденции
168.34kb.
1 стр.