高能第四代同步加速器产生的X射线比以前亮度高100倍

世界上最强大的X射线源之一(比以前的亮度高100倍)已在法国格勒诺布尔的欧洲同步加速器辐射设施(ESRF)开业。它揭示原子细节的能力已经用于可视化Covid-19病毒如何与宿主细胞相互作用以及对冠状病毒感染的肺组织进行3D扫描。

它被称为极光源(EBS)，是第一款高能第四代同步加速器。这意味着针对1000个存储环形磁体的全新设计，该磁体可将产生辐射的电子引导并聚焦到仅2μm高，20μm宽的光束中，该宽度是前一束光束的三分之一。在844m长的加速器隧道内产生的X射线比常规医学成像所用的X射线明亮10万亿倍。

该设施升级关闭ESRF的光束线为20个月，成本€1.5亿(£1.35亿) -其中大部分来自法国，德国，意大利和英国。在升级过程中，对844m周长的存储环进行了拆装，并重新安装了新设备，这意味着EBS使用了现有基础设施的90%，而能耗却减少了20%。ESRF理事会主席Miguel Angel Garcia Aranda 说，尽管该项目因冠状病毒锁定而中断，但仍按时和按预算完成。

通过提高100倍的性能，EBS有望揭示微小的原子细节，例如电池充电过程中的锂离子运动或纳米颗粒在土壤中的扩散。四个光束线中的每一个都是为特定应用而设计的。串联大分子晶体学生产线可以帮助解决蛋白质结构，同时最大程度地减少辐射损伤，而硬X射线衍射显微镜将可以表征纳米结构和非均质材料。较大的物体和过程可以在相干的X射线动力学线处进行3D成像，而历史文物或化石的断层扫描可以在高通量大场相衬线处进行。