Szinkrotronspektroszkópiák május 14.

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Szinkrotronspektroszkópiák május 14."

Antal Orsós
4 évvel ezelőtt
Látták:

1 Szinkrotronspektroszkópiák május 14.

2 információ

3 Szinkrotrongyorsítók Relativisztikus (közel fénysebességgel mozgó) töltött részecskéket mágnesekkel kicsit eltérítenek a pályájukról: koherens, folytonos energiájú, polarizált, pulzusszerű, nagy fényességű röntgensugárzás keletkezik az eltérülés pályájának érintője irányában.

4 fényessége (fotonok száma/vertikális szög) szerese a hagyományos röntgencsövek fényességénél fényessége arányos a töltött részecske energiájával energiatartománya nagyon széles (infravöröstől kemény röntgenig), és általában folytonos eloszlású pályasíkban általában lineárisan polarizált alapvetően jól kollimált (függőleges divergencia: 0,1 1 mrad) lehetséges pulzált sugárzás előállítása (impulzushossz: s, periódusidő: s (változtatható))

6 Szinkrotron Elhajlás egyszerű eset, általában sok elhajlást raknak ügyesen egymás után (ún. undulátorok és wigglerek), ez jelentősen növeli az intenzitást.

9 Szinkrotronok - történet első gyorsítók (ciklotronok) 1930 körül szinkrotonsugárzás: 1947 felhasználása: as évek harmadik generációs szinkrotronok: 1992-től

10 Röntgenspektroszkópia - jövő Számos kisebb, nemzeti szinkrotron speciális célokra, helyi igényekre Intenzív fejlesztési programok a fő szinkrotronokban XFEL: X-ray free electron laser (röntgen szabadelektronlézer), 5 éven belül az USA-ban és Németországban; 9 nagyságrend intenzitásnövekedés

11 Röntgen- forások fényessége

13 Európa 15 db ESRF (Grenoble, Fro.): 6 GeV, Észak- és Dél-Amerika 11 db APS (Argonne ILL, USA): 7 GeV, Ázsia 8 db SPring-8 (Nishi Harima, Japán): 8 GeV, Ausztrália 1 db

14 ESRF Európai intézet Működési költség: kb. 80 M /év Magyarország 2008-ig speciális tag 0,2% hozzájárulással, 2008-tól a CENTRALSYNC konzorcium (Csehország, Szlovákia, Magyarország) tagjaként társult tagország 0,25% hozzájárulással Nyertes magyar pályázóknak térítik az utazást, a szállást és az ellátást

16 ESRF 844 m átmérőjű tárológyűrű 6 GeV elektronenergia (3. legnagyobb) 40 nyaláb (mérőhely) 2004-es költségvetés: 74 millió euró 600 állandó munkatárs kb látogató kutató évente kb kutatási pályázat évente helyszín: Grenoble, Franciaország

17 Madártávlat

18 Alkalmazások Rugalmas röntgenszóródás (diffrakció) Rugalmatlan röntgenszóródás (fluoreszcencia) Képalkotás (imaging) Atommagon, elektronokon, kristályrácson Femtoszekundumos időfelbontás

28 NRS A szinkrotronsugárzás magrezonancia-szórása: Mössbauereffektus szinkrotronsugárzással (Bergmann et al. (1994)) A szinktrotronsugárzás magrezonáns előreszórásából származó késleltetett fotonok megfigyelése. A szinkrotronsugárzás sávszélessége sokkal nagyobb a hiperfinom felhasadásénál, így az összes átmenetet egyszerre gerjesztjük. Ezért az eredő időbeli válasz az egyes átmenetek koherens összege (az amplitudók adódnak össze).

29 NRS A különböző hiperfinom-felhasadt átmenetek által szórt amplitúdók időbeli interferenciája kvantumlebegést (quantum beats) okoz. A kvantumlebegés frekvenciája a hiperfinom kölcsönhatás (pl. a mágneses tér) erősségével arányos. [a következő 3 fólia Nagy Dénes Lajos: Nukleáris rezonanciaszórás (vékonyréteg-alkalmazások) c. előadásából származnak]

30 Grünsteudel et al.

34 rugalmatlan röntgenszóródás elektronkilökés egy belső héjról (tipikusan 1s) az üres elektronpálya egy külső pályáról töltődik be (pl. 2p) a pályák közti energiakülönbség röntgenfoton formájában távozik (fluoreszcencia)

35 rugalmatlan röntgenszóródás megválasztható: a gerjesztő röntgensugár energiája (XAS, TFY-XANES, EXAFS) a detektált fluoreszcens röntgenfoton energiája (XES, PFY- XANES, RXES)

36 röntgenabszorpciós spektroszkópia

37 XANES

38 XANES

39 XANES

40 röntgenemissziós spektroszkópia

41 röntgenemissziós spektroszkópia

42 röntgenemissziós spektroszkópia

43 röntgenemissziós spektroszkópia

44 röntgenemissziós spektroszkópia IAD i = SP SP de i ref

45 Rezonáns IXS

Hasonló dokumentumok

Röntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)

Röntgensugárzás az orvostudományban Röntgen kép és Komputer tomográf (CT) Orbán József, Biofizikai Intézet, 2008 Hand mit Ringen: print of Wilhelm Röntgen's first "medical" x-ray, of his wife's hand, taken