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德国汉堡附近的欧洲X射线自由电子激光设施

发布时间: 2018-01-08 12:41     来源: 科技践行者

日前,欧洲X射线自由电子激光装置(XFEL)在德国汉堡大都市区正式投入使用。这一造价为12.2亿欧元的大型激光装置由11个欧洲国家参与研发和建设。

XFEL是世界上最大的X射线激光设施,每秒可发射多达27000个脉冲,亮度比传统的同步加速器光源亮度高出10亿倍。该装置的成功研发,开辟了全新的研究领域,有助于突破当前的科学知识界限。

位于德国汉堡附近的欧洲X射线自由电子激光设施。图片来源:英国《自然》杂志官网

X射线激光不仅可用于解开病毒和细胞原子结构之谜,而且可用于在纳米粒子中制作三维图像、记录化学反应并观察粒子内部的反应过程,有助于新药和新材料的研发。

“欧洲X射线自由电子激光”设施是世界上最大的能产生高强度短脉冲X射线的激光设施。这一大型科研项目由德国和欧洲其他11个国家(分别为丹麦、德国、法国、意大利、波兰、俄罗斯、瑞典、瑞士、斯洛伐克、西班牙和匈牙利)共同参与,2010年正式开工,预计2016年底初步建成,将建设3条直径不同的地下隧道,总长度接近6公里,总耗资大约15亿欧元,一半左右由德国出资,另一半由其它国家分担。

“欧洲X射线自由电子激光”设施建成后,能产生波长从0.1到6纳米间可调的、重复频率达每秒27000次、极高强度的飞秒(1飞秒等于千万亿分之一秒)级短脉冲X射线相干光。

实际上,全世界第一台自由电子激光FLASH也建于德国汉堡,于2004年试运行后,曾创造了波长13.5nm和6nm纳米的自由电子激光纪录,并首次得到了非晶样品的高分辨率衍射图像。相比FLASH装置,欧洲自由电子激光装置的波长不仅短了60倍,而且能量更高。

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