Kanadský světelný zdroj - Canadian Light Source

Kanadský světelný zdroj
CanadianLightSource logo.png
Založeno1999
Typ výzkumuSynchrotronový světelný zdroj
ŘeditelRobert Lamb
Personál250 (přibližně)
UmístěníSaskatoon, Saskatchewan
Provozní agentura
Canadian Light Source Inc.
webová stránkawww.lightsource.ca
Kanadský zdroj světla ze vzduchu

The Kanadský světelný zdroj (CLS) (Francouzsky: Centrální canadien de rayonnement synchrotron - CCRS) je kanadským státním příslušníkem synchrotronový světelný zdroj zařízení, které se nachází v areálu University of Saskatchewan v Saskatoon, Saskatchewan, Kanada.[1] CLS má třetí generaci 2.9 GeV skladovací kruh a budova zaujímá stopu o velikosti a Fotbal pole.[2] To se otevřelo v roce 2004 po 30leté kampani kanadské vědecké komunity o zřízení synchrotronové záření zařízení v Kanadě.[3] Rozšířila jak svůj doplněk paprskové linie a jeho budova ve dvou fázích od otevření a mezi její oficiální návštěvníky patřila Queen Alžběta II a Princ Philip. Jako národní synchrotronové zařízení[4] s více než 1 000 individuálními uživateli hostí vědce ze všech regionů Kanady a asi 20 dalších zemí.[5] Výzkum na CLS se pohyboval od virů[6] na supravodiče[7] dinosaurům,[8] a byl také známý svou průmyslovou vědou [9][10]a jeho středoškolské vzdělávací programy.[11]

Dějiny

Cesta k CLS: 1972–1999

The monochromátor od prvního paprsku CSRF, nyní muzejní kousek na CLS
SAL LINAC, viděný na CLS v roce 2011

Zájem Kanady o synchrotronové záření pochází z roku 1972, kdy Bill McGowan z University of Western Ontario (UWO) uspořádal seminář o jeho použití. V té době v Kanadě nebyli žádní uživatelé synchrotronového záření. V roce 1973 McGowan předložil neúspěšný návrh Národní rada pro výzkum (NRC) pro studii proveditelnosti možného synchrotronového světelného zdroje v Kanadě. V roce 1975 byl NRC předložen návrh na vybudování vyhrazeného zdroje synchrotronového světla v Kanadě. To bylo také neúspěšné. V roce 1977 Mike Bancroft, také UWO, předložila NRC návrh na vybudování Kanaďana paprsková čára jako Kanadské zařízení pro synchronní synchronizaci záření (CSRF), na stávající Synchrotronové radiační centrum na University of Wisconsin-Madison, USA, a v roce 1978 nově vytvořen NSERC přidělené kapitálové financování. CSRF, vlastněný a provozovaný společností NRC, vzrostl do roku 1998 z původní linie paprsků na celkem tři.

Další tlak na kanadský zdroj synchrotronového světla začal v roce 1990 založením Kanadského institutu pro synchrotronové záření (CISR), který zahájil Bruce Bigham z AECL. AECL a TRIUMF projevil zájem o návrh prstenu, ale Laboratoř urychlovače Saskatchewan (SAL) na University of Saskatchewan se stal prominentním v designu. V roce 1991 CISR předložila NSERC návrh závěrečné studie designu. To bylo odmítnuto, ale v pozdějších letech se za prezidenta Petera Moranda stala NSERC více podporující. V roce 1994 výbor NSERC doporučil kanadský synchrotronový světelný zdroj a byl vytvořen další výbor NSERC, který vybíral mezi dvěma nabídkami k umístění takového zařízení, z univerzit v Saskatchewanu a západního Ontaria. V roce 1996 tento výbor doporučil, aby byl v Saskatchewanu vybudován kanadský světelný zdroj.

Vzhledem k tomu, že společnost NSERC nebyla schopna poskytnout potřebné finanční prostředky, nebylo jasné, odkud bude financování pocházet. V roce 1997 Kanadská nadace pro inovace (CFI) byl vytvořen za účelem financování velkých vědeckých projektů, případně za účelem poskytnutí mechanismu financování CLS. V roce 1998 tým University of Saskatchewan vedený Dennis Skopik, ředitel SAL, podal návrh na CFI.[3] Návrh měl financovat 40% stavebních nákladů, přičemž zbývající peníze musely pocházet odjinud. Sestavování těchto požadovaných odpovídajících finančních prostředků se nazývá „bezprecedentní úroveň spolupráce mezi vládami, univerzitami a průmyslem v Kanadě“[12] a Bancroft - vůdce konkurenční nabídky UWO - vzdali „herkulovské“ úsilí saskatchewanského týmu při získávání finančních prostředků z univerzity ve městě Saskatoon, Saskatchewanská síla NRC, zemská vláda Saskatchewan, a Západní ekonomická diverzifikace.[3] V pozdní hodině CFI navrhovatelům řekl, že SAL nepřijme LINAC jako součást návrhu a výsledný schodek byl částečně vyřešen spontánním oznámením městské rady v Saskatoonu a poté starosty Henry Dayday že zdvojnásobí svůj příspěvek tak dlouho, jak by to udělali ostatní partneři. Dne 31. března 1999 byl oznámen úspěch návrhu SPS.

Následující měsíc Skopik zaujal pozici v Jeffersonova laboratoř v USA. Rozhodl se nezůstávat jako ředitel zařízení v Saskatoonu, protože měl odborné znalosti v oblasti subatomárních částic, a argumentoval, že vedoucím CLS by měl být výzkumný pracovník, který se specializuje na používání takového zařízení. Jeho nástupcem se stal Mike Bancroft[12]

Stavba: 1999–2004

Budova CLS je ve výstavbě v červnu 2000
Stavba kruhového tunelu CLS probíhá v roce 2001
Peter Mansbridge otevře se Národní v horní části úložného kruhu, 21. října 2004

Na začátku projektu byli všichni zaměstnanci s bývalým SAL převedeni do nového ne pro zisk společnost, CanadianLight Source Inc., CLSI, která měla primární odpovědnost za technický design, konstrukci a provoz zařízení. Jako samostatná společnost z univerzity měla CLSI právní a organizační svobodu vhodnou pro tuto odpovědnost. UMA, zkušená strojírenská firma, nyní součástí AECOM, s rozsáhlými zkušenostmi s řízením velkých technických a občanských staveb, byl najat jako projektové manažery.[13]

Nová budova - připojená ke stávající budově SAL a měřící 84m x 83m v oblasti s maximální výškou 23m - byla dokončena počátkem roku 2001.[3] Stopa CLS byla popsána jako ekvivalent fotbalové hřiště.[2]

Bancroftovo jmenování skončilo v říjnu 2001 a on se vrátil do UWO, přičemž úřadujícím ředitelem byl jmenován Mark de Jong. Bancroft zůstal úřadujícím vědeckým ředitelem až do roku 2004.[14]

V roce 2002 byl projekt CLS oceněn Národní cenou za mimořádný inženýrský úspěch Kanadská rada profesionálních inženýrů.[15]

SAL LINAC byl zrekonstruován a znovu uveden do provozu v roce 2002, zatímco posilovací a skladovací kroužky byly stále ve výstavbě.[3] První řada byla dosažena v posilovacím okruhu v červenci 2002 s plným uvedením posilovače do provozu v září 2002.[16]

Nový ředitel Bill Thomlinson, odborník na synchrotronové lékařské zobrazování, přijel v listopadu 2002. Byl rekrutován z Evropské zařízení pro synchrotronové záření kde byl vedoucím lékařské výzkumné skupiny.[17]

Návrh NSERC z roku 1991 předpokládal úložný kruh 1,5 GeV, protože v této době byl zájem uživatelské komunity hlavně o oblast měkkých rentgenových paprsků. Prsten byl rozložen na závodní dráze od čtyř do šesti ohyb regiony obklopující rovinky s extra kvadrupóly umožňující variabilní funkce na rovinách. Návrh předpokládal použití supravodivé zatáčky na některých místech k posílení foton vyrobené energie. Nevýhodou tohoto designu byl omezený počet přímých úseků. V roce 1994 byl navržen konvenčnější stroj s 8 přímými sekcemi, opět s energií 1,5 GeV. V této době se zajímalo o více uživatelů tvrdých rentgenových paprsků a mělo se za to, že jak energie, tak počet přímých úseků jsou příliš nízké. V době, kdy bylo zajištěno financování v roce 1999, se návrh změnil na 2,9 GeV, s delšími přímými úseky umožňujícími dva vkládací zařízení na přímku, dodávající paprsek do dvou nezávislých čar paprsku.[18]

Stavba skladovacího okruhu byla dokončena v srpnu 2003 a uvedení do provozu zahájeno následující měsíc. I když paprsek mohl být uložen, v březnu 2004 byla ve středu komory nalezena velká překážka. Uvedení do provozu proběhlo rychle poté, co bylo toto odstraněno, a do června 2004 bylo možné dosáhnout proudů 100 mA.[19]

Dne 22. října 2004 se CLS oficiálně zahájila slavnostním zahájením za účasti federálních a provinčních hodnostářů, včetně tehdejších federálních Ministr financí Ralph Goodale a pak-Premier Saskatchewan Lorne Calvert, prezidenti univerzit a přední vědci. Říjen 2004 byl městem Saskatoon a vládou Saskatchewanu vyhlášen „synchrotronovým měsícem“.[20] Peter Mansbridge vysílat CBC je noční zpravodajství Národní z horní části úložného kruhu den před oficiálním otevřením.[21] v parlament místní MP Lynne Yelich řekl: „Bylo třeba překonat mnoho výzev, ale díky vizi, odhodlání a vytrvalosti jeho příznivců je kanadský synchrotron světelného zdroje otevřen pro podnikání v Saskatoonu.“[22]

Provoz a expanze: 2005–2012

Budova CLS v roce 2008 s rozšířením pro linii paprsků BMIT vlevo
Expanze pro Brockhouse paprsků ve výstavbě v červenci 2012

Počáteční financování zahrnovalo sedm paprsků označovaných jako Fáze I, které pokrývaly celý spektrální rozsah: dva infračervený paprskové linie, tři měkké rentgenové paprsky a dvě tvrdé rentgenové paprsky.[3] Další paprskové linie byly postaveny ve dvou dalších fázích, II (7 paprskových čar) a III (5 paprskových čar), oznámených v letech 2004 a 2006. Většina z nich byla financována prostřednictvím aplikací na CFI jednotlivými univerzitami, včetně UWO, EU University of British Columbia a Guelph University[23]

V březnu 2005 se k CLS připojil přední infračervený výzkumník Tom Ellis Acadia University jako ředitel výzkumu. Předtím strávil 16 let na Université de Montréal.[24]

První externí uživatel byl hostován v roce 2005 a první výzkumné práce s výsledky CLS byly publikovány v březnu 2006 - jeden z University of Saskatchewan dne peptidy a další z University of Western Ontario o materiálech pro organické světelné diody.[25] V roce 2006 byl zřízen výbor peer review návrhy na paprskový čas pod vedením Adama Hitchcocka z McMaster University. Do roku 2007 CLS používalo více než 150 externích uživatelů,[26] a všech sedm počátečních paprsků dosáhlo významných výsledků.[1]

Budova CLS byla také rozšířena ve dvou fázích. V roce 2007 byla dokončena expanze skla a oceli pro umístění lékařské zobrazovací linie BMIT fáze II,[27] a stavba rozšíření potřebného k umístění paprskové linie Brockhouse fáze III byla zahájena v červenci 2011[28] a stále probíhá od července 2012.

Bill Thomlinson odešel do důchodu v roce 2008,[29] av květnu téhož roku profesor fyziky Josef Hormes z University of Bonn, bývalý ředitel CAMD synchrotron ve společnosti Louisianská státní univerzita byl oznámen jako nový ředitel.[30]

Autor sci-fi Robert J. Sawyer byl rezidentem dva měsíce v roce 2009, což nazýval „jednou za život příležitost setkat se s pracujícími vědci“[31] Zatímco tam psal většinu románu „Wonder“,[32] který vyhrál v roce 2012 Cena Aurora Prix za nejlepší román. “[33]

Do konce roku 2010 zařízení využilo více než 1 000 jednotlivých výzkumníků a počet publikací překročil 500.[4]V letech 2009–2012 se několik klíčových metrik zdvojnásobilo, včetně počtu uživatelů a počtu publikací, přičemž v roce 2011 bylo vydáno více než 190 článků. V roce 2012 bylo přijato více než 400 návrhů na čas paprsku, přičemž průměrná míra předplatného byla přibližně 50% provozní paprskové linie. Do roku 2012 komunita uživatelů pokrývala všechny regiony Kanady a přibližně 20 dalších zemí.[5] Ten rok středoškolská skupina z La Loche Saskatchewan se stal prvním, kdo použil účelové vzdělávací paprskové IDEAS.[34] Také v roce 2012 CLS podepsala dohodu s Pokročilý zdroj fotonů synchrotron v USA, aby kanadským vědcům umožnil přístup do jejich zařízení.[35]

Věda

Studenti z Evan Hardy Collegiate prezentovat svá data na semináři na CLS
Paprsek REIXS s vědcem CLS Feizhou He

Mezinárodní tým vedený University of Calgary profesor Ken Ng vyřešil podrobnou strukturu RNA polymeráza pomocí rentgenové krystalografie na CLS. Tento enzym se replikuje jako Norwalk virus se šíří tělem a bylo spojeno s jinými superviry jako hepatitida C., virus západního Nilu a nachlazení. Jeho duplikace je zodpovědná za nástup těchto virů.[6]

Vědec CLS Luca Quaroni a profesor univerzity v Saskatchewanu Alan Casson použili k identifikaci infračervenou mikroskopii biomarkery uvnitř jednotlivých buněk z tkáně spojené s Barrettův jícen. Toto onemocnění může vést k agresivní formě rakoviny známé jako adenokarcinom jícnu.[36]

Vědci z Lakehead University a univerzita v Saskatchewanu použila CLS k vyšetřování úmrtí královské námořnictvo námořníci pohřbení v Antigua v pozdních 1700s. Pomocí rentgenové fluorescence hledali stopové prvky, jako je olovo a stroncium v kostech z nedávné doby vyhloubený námořní hřbitov[37]

Vědci z Stanfordská Univerzita ve spolupráci s vědci CLS navrhli čistší a rychlejší baterie. Nová baterie se díky nově vyvinuté baterii nabije za méně než dvě minuty uhlík nanostruktura. Tým se rozrostl nanokrystaly železa a niklu na uhlíku. Tradiční baterie postrádají tuto strukturu a míchají železo a nikl s vodiči víceméně náhodně. Výsledkem byla silná chemická vazba mezi materiály, kterou tým identifikoval a studoval na synchrotronu.[38]

Tým vedený Politecnico di Milano, včetně vědců z University of Waterloo a University of British Columbia, našel první experimentální důkaz, že a vlna hustoty náboje nestabilita konkuruje supravodivosti v vysokoteplotní supravodiče. Na CLS použili čtyři synchrotrony včetně paprskové linie REIXS.[7]

Pomocí rentgenové spektromikroskopie svazku paprsků výzkumný tým vedený vědci z Státní univerzita v New Yorku, Buffalo vytvořené obrázky grafen ukazuje, jak záhyby a zvlnění fungují rychlostní nerovnosti pro elektrony, ovlivňující jeho vodivost. To má důsledky pro použití grafenu v různých budoucích produktech.[39]

Spolupráce mezi University of Regina a Královské muzeum Saskatchewan vyšetřuje dinosaurus fosilie na CLS, včetně „Scotty“, a Tyranosaurus nalezen v Saskatchewanu v roce 1991, jedna z nejkompletnějších a největších koster T-rexů, jaké kdy byly nalezeny. Podívali se na koncentraci prvků v kostech, aby studovali dopad prostředí na taková zvířata.[8]

Průmyslový program a ekonomický dopad

Obrázek mobilního telefonu pořízeného na CLS

Od samého počátku vykazoval CLS „silný závazek k průmyslovým uživatelům a partnerství veřejného a soukromého sektoru“,[40] s tehdejším ředitelem Bancroftem hlásí „více než 40 dopisů podpory od průmyslu, což naznačuje, že [CLS] je důležitý pro to, co dělají“.[41] Tento závazek kritizoval zejména profesor Howard Woodhouse z University of Saskatchewan, protože pouze dvě soukromé společnosti poskytly kapitálové financování, zbytek pocházel z veřejných prostředků,[40] zatímco až 25% času paprsku na CLS je přiděleno ke komerčnímu využití.[40][10] CLS má průmyslovou skupinu v rámci divize větších experimentálních zařízení s průmyslovými styčnými vědci, kteří dávají synchrotronové techniky k dispozici „netradiční“ uživatelské základně, kteří nejsou synchrotronovými odborníky. Do roku 2007 bylo provedeno více než 60 projektů,[10] ačkoli ve svém projevu ve stejném roce tehdejší ředitel CLS Bill Thomlinson uvedl, že „jednou z největších výzev pro synchrotron ... je dostat soukromé uživatele dveřmi“, přičemž méně než 10% času skutečně využívá průmysl .[42]

V roce 1999 tehdejší starosta Saskatoonu Dayday uvedl, že „CLS během výstavby zvýší kanadský HDP o 122 milionů dolarů a poté 12 milionů dolarů ročně“.[43] An studie ekonomického dopadu ze dvou finanční roky 2009/10 a 10/11 ukázaly, že CLS přidal do kanadského HDP ročně 45 milionů dolarů, což je asi 3 $ za každý 1 $ provozního financování.[44] CLS byl citován jako příklad komercializace univerzitního výzkumu, který ohrožuje „jiné oblasti vědy a výzkumu, které jsou považovány za málo bezprostřední pro vytváření soukromého peněžního bohatství“.[45] Samotný CLS uvedl, že „primárním prostředkem pro přístup k CLS je systém vzájemného hodnocení, který zajišťuje nejvyšší kvalitu navrhované vědy a umožňuje přístup k zařízení každému výzkumnému pracovníkovi, který má zájem, bez ohledu na regionální, národní, akademická, průmyslová nebo vládní příslušnost. “[23]

Oficiální návštěvníci

Michaëlle Jean (C) v kanadském světelném zdroji, s ředitelem CLS Josefem Hormesem (L) a prezidentem univerzity v Saskatchewanu Peter MacKinnon (R)

Tehdejší předseda vlády Jean Chrétien navštívil CLS v listopadu 2000 během volby zastavení kampaně v Saskatoonu.[46] Po prohlídce zařízení přednesl projev na mezipatře budovy a ocenil projekt, který pomohl zvrátit odliv mozků vědců z Kanady.[47] The Královna a Princ Philip navštívil CLS v květnu 2005. Královna procestovala balkon ve druhém patře, zatímco princ prozkoumal strojní zařízení níže. Synchrotron byl pro návštěvu vypnut, aby se snížila úroveň hluku.[48] V srpnu 2010 pak-Guvernér Michaëlle Jean navštívil CLS v rámci dvoudenního turné po Saskatchewanu.[49]V dubnu 2012 CLS vzdáleně „navštívil“ generální guvernér David Johnston. Byl na návštěvě u LNLS synchrotron v Brazílie, během živého propojení, prostřednictvím videochatu a softwaru pro dálkové ovládání, mezi těmito dvěma zařízeními.[50] 18. ledna 2017 navštívila komplex kanadská ministryně vědy Kirsty Duncanová.[51]

Lékařský izotopový projekt

S NRU reaktor u Chalk River Laboratories kvůli uzavření v roce 2016 byla potřeba najít alternativní zdroje lékařského izotopu technecium-99m, opora nukleární medicína. V roce 2011 získal kanadský světelný zdroj financování ve výši 14 milionů USD na prošetření proveditelnosti použití elektronu LINAC k výrobě molybden-99, mateřský izotop technecia-99.[52] V rámci tohoto projektu byl nainstalován 35MeV LINAC v nevyužívané podzemní experimentální hale, která byla dříve používána fotonukleární experimenty se SAL LINAC. za prvé ozáření jsou plánovány na konec léta 2012 a výsledky budou posouzeny Evropskou komisí Winnipeg Centrum zdravotnických věd.[53]

Vzdělávací program

Studenti středních škol z La Loche v kanadském světelném zdroji

CLS má vzdělávací program - "Studenti na Beamlines" - financovaný NSERC Promoscience. Tento terénní program pro vědu umožňuje studentům středních škol plně prožít práci vědce a kromě toho využít možnosti paprsků CLS.

„Program umožňuje studentům rozvíjet aktivní výzkum, což je ve školách velmi vzácný jev a poskytuje přímý přístup k použití urychlovače částic, což je ještě vzácnější!“ řekl učitel Steve Desfosses z College Saint-Bernard, Drummondville, Quebec.[54]

Dene studenti z La Loche ve Saskatchewanu se tohoto programu zúčastnili dvakrát a zkoumali účinky kyselý déšť.[55] Student Jontae DesRoches to komentoval: „Starší si všimli, že krajina, kde dříve rostly stromy, už žádná neroste. Jsou docela znepokojeni, protože divoká zvěř mizí. Jako, tady bývali králíci a teď tam žádní nejsou.“[56] V květnu 2012 byly na CLS současně tři studentské skupiny, přičemž studenti La Loche jako první používali paprsk IDEAS.[34]

„Cílem pro studenty je, podle koordinátorky vzdělávání a terénní spolupráce Tracy Walkerové, CLS,„ získat autentické vědecké šetření, které se liší od příkladů v učebnicích, které byly provedeny tisíckrát. “[57] Studenti od šesti let provincie stejně jako Severozápadní území byli přímo zapojeni do experimentů, z nichž některé přinesly výzkum publikovatelné kvality.[5]

V roce 2012 byl CLS oceněn Kanadská jaderná společnost "Cena za vzdělávání a komunikaci" "jako uznání jejího závazku k podpoře komunity, zvyšování povědomí veřejnosti o synchrotronové vědě a rozvoji inovativních a vynikajících středních vzdělávacích programů, jako jsou Studenti na paprskech".[11]

Mezipatro v noci

Technický popis

Urychlovače

Posilovací a skladovací kroužky uvnitř experimentální haly
Chicaed undulators uvnitř úložného kruhu

Vstřikovací systém

Vstřikovací systém se skládá z 250 MeV LINAC, nízkoenergetického přenosového potrubí, 2,9 GeV posilovacího synchrotronu a vysoce energetického přenosového potrubí.[58] LINAC byl provozován více než 30 let jako součást laboratoře Saskatchewan Accelerator Lab[59] a pracuje na 2856 MHz. 78m nízkoenergetické vedení přenáší elektrony z podzemního LINACu k posilovači úrovně země v novější budově CLS pomocí dvou vertikálních šikan. Plná energie 2,9 GeV zesilovač, zvolený pro zajištění vysoké stability oběžné dráhy v úložném prstenci, pracuje při frekvenci 1 Hz s vysokofrekvenční frekvencí 500 MHz, nesynchronizovanou s LINAC. To má za následek významnou ztrátu paprsku při extrakční energii.[58]

Úložný prsten

Buněčná struktura úložného prstence má poměrně kompaktní mřížku s dvanácti rovnými částmi, které jsou k dispozici pro vstřikování RF dutiny a 9 sekcí dostupných pro vkládací zařízení. Každá buňka má dva detonované ohybové magnety, které umožňují určité rozptylování v rovinách - tzv. Achromatická struktura s dvojitým ohybem - a tím zmenšují celkovou velikost paprsku. Kromě dvou ohybových magnetů má každá buňka tři rodiny čtyřpólových magnetů a dvě rodiny sextupole magnety. Obvod prstenu je 171 m, s délkou přímé části 5,2 m.[60] CLS je nejmenší z novějších synchrotronových zařízení, což vede k relativně vysoké horizontále vyzařování paprsku 18,2 nm-rad.[1] CLS byl také jedním z prvních zařízení šikana dva zvlňovače v jedné přímé části, aby se maximalizoval počet paprsků vkládacího zařízení.[26]

Všech pět rentgenových paprsků fáze I používá zaváděcí zařízení. Čtyři používají undulátory s permanentními magnety navržené a sestavené na CLS, včetně jednoho vakuového undulátoru a jednoho elipticky polarizovaného undulátoru (EPU). HXMA paprsek používá supravodivost parochňa postavený Budker Institute of Nuclear Physics v Novosibirsk.[26] Fáze II přidala pro paprsek BMIT další dvě zařízení, včetně dalšího supravodivého wigglera Budker.[61] Fáze III přidá další čtyři zařízení a zaplní 8 z 9 dostupných rovných částí. Dlouhodobější vývoj zahrnuje nahrazení dvou zvlňovačů fáze I elipticky polarizačními zařízeními.[62]

Kroužek pracuje při plnícím proudu 250 mA se dvěma injekcemi denně.[4] Stav zařízení se zobrazuje na „stavu stroje“ webová stránka a pomocí CLSFC účet na Twitteru.[63]

Supravodivá RF dutina

CLS byl prvním světelným zdrojem, který používal a supravodivá dutina RF (SRF) v úložném kruhu od začátku provozu.[26] The niob dutina je založena na 500 MHz provedení použitém na Elektronový úložný prsten Cornell (CESR), který umožňuje šíření potenciálně rušivých režimů vysokého řádu z dutiny, kde je lze velmi účinně tlumit.[60] Supravodivá povaha dutiny niobu znamená, že pouze 0,02% vysokofrekvenční energie vložené do dutiny je zbytečné při zahřívání dutiny ve srovnání se zhruba 40% u normálně vodivých (měděných) dutin. Velká část této úspory energie - přibližně 160 kW z ušetřených 250 kW - je však nutná k napájení kryogenního zařízení potřebného k dodávce tekutého hélia do dutiny. Dutina SRF na CLS je napájena RF z 310 kW Thales klystron.

Paprskové čáry

Rozložení paprsků na synchrotronu kanadského zdroje světla
IDnázevPort přidělen[64]FázeZdrojRozsah energie (keV, pokud není uvedeno)Používání
BioXASVěda o životě pro Rentgenová absorpční spektroskopie3Wiggler
vakuový zvlňovač[62]		Vědecký a environmentální výzkum pomocí rentgenové absorpční spektroskopie a zobrazování.[23]
BMIT-BMBiomedicínské zobrazování a Terapie05B1-12Ohýbací magnet8–40Zobrazování malých až středně velkých zvířat (do velikosti ovcí)[65]
BMIT-IDBiomedicínské zobrazování a terapie05ID-22Wiggler20–100Vyšší energie a větší zvířecí schopnosti, než je u řady BM možné[23]
BXDSBrockhouse Rentgenová difrakce a rozptyl sektor3Rezonanční a nerezonanční, malý a širokoúhlý rentgenový rozptyl. Rentgenová difrakce.[23]
CMCF-IDkanadský Makromolekulární krystalografie Zařízení08ID-11vakuový zvlňovač6.5–18Makromolekulární krystalografická paprsková linie vhodná pro studium malých krystalů a krystalů s velkými jednotkovými buňkami.[66]
CMCF-BMKanadské zařízení pro makromolekulární krystalografii08B1-12Ohýbací magnet4–18Vysoce výkonná makromolekulární krystalografie.[23]
Daleko IRVysoké rozlišení daleko Infračervená spektroskopie02B1-11Ohýbací magnet10–1 000 cm−1Infračervená spektroskopie molekul v plynné fázi s vysokým rozlišením[67]
HXMATvrdá rentgenová mikroanalýza06ID-11Wiggler5–40Jemná struktura absorpce rentgenového záření, Rentgen mikrosonda, Rentgenová difrakce[68]
NÁPADYVzdělávací paprsekÚčelový vzdělávací paprsek[34]
Střední IRStřední IR spektromikroskopie01B1-11Ohýbací magnet560–6000 cm−1Infračervené spektromikroskopické zobrazování při difrakčně omezeném prostorovém rozlišení a fotoakustická spektroskopie[69]
OSROptické synchrotronové záření02B1-21Ohýbací magnetDiagnostická paprsek paprsku paprsku pracuje ve viditelném rozsahu.[70]
QMSCCentrum spektroskopie kvantových materiálů3Dvojitá EPU[62]Spin a úhel vyřešen fotoemisní spektroskopie.[23]
REIXYRezonanční elastický a nepružný rentgenový rozptyl10ID-22EPU80–2000 eVMěkká rentgenová emisní spektroskopie a rezonanční měkký Rentgenový rozptyl.[23]
SGMMonochromátor s kulovou mřížkou s vysokým rozlišením11ID-11zvlňovač240–2000 eVRentgenová absorpční spektroskopie, rentgenová fotoemisní spektroskopie. Vyměnitelné koncové stanice, umožňuje použitíUHV -kompatibilní vzorky[71]
SMMěkká rentgenová spektromikroskopie10ID-11EPU100–2000 eVSkenování přenosu Rentgenová mikroskopie, Fotoemisní elektronová mikroskopie.[72]
SXRMBMěkká rentgenová mikrocharakterizace paprsků06B1-12Ohýbací magnet1.7–10Jemná struktura absorpce rentgenového záření, rentgenová mikrosonda.[73]
SyLMANDSynchrotronová laboratoř pro mikro a nano zařízení05B2-12Ohýbací magnet1–15Hluboký Rentgenová litografie s velkoplošným formátem[74]
NEŠPORYVelmi citlivá elementární a strukturní sonda využívající záření ze synchrotronu07B2-12Ohýbací magnet6–30Tvrdá rentgenová mikrosonda pomocí rentgenové difrakce a Rentgenová fluorescence. Rentgenová absorpční spektroskopie.[75]
VLS-PGMMonochromátor s rovinnou mřížkou s variabilními liniemi11ID-21zvlňovač5,5–250 eVRentgenová absorpční spektroskopie s vysokým rozlišením[76]
XSRRentgenové synchrotronové záření02B21Ohýbací magnetDiagnostická paprsek paprsku akcelerátoru pracující v oblasti rentgenového záření.[77]

Viz také

Zdroje

  • Woodhouse, Howard (2009). Výprodej: Akademická svoboda a korporátní trh. Montreal a Kingston: McGill-Queens 'University Press. ISBN  978-0-7735-3580-0.

Reference

  1. ^ A b C Cutler, Jeffrey; Hallin, Emil; de Jong, Mark; Thomlinson, William; Ellis, Thomas (2007). „Kanadský světelný zdroj: nejnovější synchrotron v Severní a Jižní Americe“. Jaderné přístroje a metody ve fyzikálním výzkumu A. 582 (1): 11–13. Bibcode:2007 NIMPA.582 ... 11C. doi:10.1016 / j.nima.2007.08.086.
  2. ^ A b Bisby, Mark; Maitland, Peter (2005). „Výzkum CIHR: Znovuobjevení mikroskopu: Kanadský světelný zdroj (CLS)“. Zdravotnictví čtvrtletně. 8 (2): 22–23. doi:10,12927 / HCQ..17051. PMID  15828560.
  3. ^ A b C d E F Bancroft, G. M. (2004). „Kanadský světelný zdroj - historie a vědecké vyhlídky“. Canadian Journal of Chemistry. 82 (6): 1028–1042. doi:10.1139 / v04-027.
  4. ^ A b C „Status CLS - nové příležitosti pro fyzikální výzkum v Kanadě“. Fyzika v Kanadě. 61: 21. ledna 2011. Archivovány od originál dne 25. května 2011. Citováno 15. července 2012.
  5. ^ A b C Ellis, Thomas (2012). „Kanadský světelný zdroj zasáhl svůj krok“. Synchrotronové radiační zprávy. 82 (3): 1028–1042. doi:10.1080/08940886.2012.683354.
  6. ^ A b „Výzkumník z C prolomí Norwalkův kód“. 20. března 2008. Archivovány od originál dne 25. června 2014. Citováno 27. července 2012.
  7. ^ A b „Synchrotrony pomáhají vyvést supravodiče z chladu“. 13. července 2012. Citováno 28. července 2012.
  8. ^ A b „Profesor využívá novou technologii k objasnění kostí dinosaurů“. 28. prosince 2011. Citováno 27. července 2012.
  9. ^ Dřevěný dům, str. 142.
  10. ^ A b C Cutler, J .; Christensen, C .; Kotzer, T.G .; Ogunremi, T; Pushparajah, T .; Warner, J. (2007). „Kanadský světelný zdroj - nový nástroj pro průmyslový výzkum“. Jaderné přístroje a metody ve fyzikálním výzkumu B. 261 (1–2): 859–862. Bibcode:2007NIMPB.261..859C. doi:10.1016 / j.nimb.2007.04.051.
  11. ^ A b „Synchrotron uznáván za vynikající vzdělání“. 11. června 2012. Citováno 21. července 2012.
  12. ^ A b „Synchrotron: Kanadský světelný zdroj 70 let ve výrobě“ “,Hvězdný Phoenix 20. října 2004
  13. ^ „Průmyslová účast na konstrukci synchrotronových světelných zdrojů“ (PDF). 2004. Citováno 28. července 2012.
  14. ^ Newsletter CLS, říjen 2001
  15. ^ „Projekt S-Owned Synchrotron zvítězil v National Engineering Award“. 27. května 2002. Citováno 22. července 2012.
  16. ^ „Zpráva o uvedení do provozu synchrotronu posilovače CLS“ (PDF). 2004. Citováno 22. července 2012.
  17. ^ „Thomlinson povede CLS 1. listopadu“. 9. srpna 2002. Citováno 28. července 2012.
  18. ^ „Kanadský světelný zdroj“ (PDF). 2003. Citováno 25. července 2012.
  19. ^ „Kanadský stav světelného zdroje a výsledky uvedení do provozu“ (PDF). 2004. Citováno 22. července 2012.
  20. ^ „Říjen vyhlášen synchrotronovým měsícem“. 24. září 2004. Citováno 26. července 2012.
  21. ^ „Hodnostáři se scházejí při slavnostním otevření synchrotronu“. 5. listopadu 2004. Citováno 8. května 2012.
  22. ^ „Lynne Yelich o kanadském světelném zdroji“. 21. října 2004. Citováno 26. července 2012.
  23. ^ A b C d E F G h „Pokrok v kanadském národním synchrotronovém zařízení: kanadský světelný zdroj“ (PDF). 2007. Citováno 23. července 2012.
  24. ^ „Přední vědec přijat do pozice ředitele výzkumu pro kanadský světelný zdroj v U of S“. 1. března 2005. Archivovány od originál dne 9. dubna 2008. Citováno 28. července 2012.
  25. ^ „Výsledky výzkumu začínají plynout ze synchrotronu“. 18. dubna 2006. Archivovány od originál dne 25. června 2014. Citováno 27. července 2012.
  26. ^ A b C d Hallin, Emil; de Jong, Mark; Ellis, Thomas; Thomlinson, William; Dalzell, Matthew (2012). "Kanadská aktualizace zdroje světla". Synchrotronové radiační zprávy. 19 (6): 7–12. doi:10.1080/08940880601064950.
  27. ^ „Kanadský lékařský zobrazovací“ korunní klenot se „formuje“. 1. prosince 2007. Archivovány od originál dne 25. června 2014. Citováno 27. července 2012.
  28. ^ „Newsletter CLS“. 27. července 2011. Citováno 27. července 2012.
  29. ^ Newsletter CLS červen 2007
  30. ^ „Kanadský světelný zdroj jmenuje nového výkonného ředitele“. 20. května 2008. Archivovány od originál dne 24. září 2015. Citováno 27. července 2012.
  31. ^ „Známý autor sci-fi jako rezident v synchrotronu“. CBC News. 8. ledna 2009. Citováno 27. července 2012.
  32. ^ Sawyer, Robert J. (2011). Divit se. Toronto: Penguin Group (Kanada). Poděkování. ISBN  978-0-670-06743-5.
  33. ^ „Ceny Aurora Prix“. Citováno 7. prosince 2012.
  34. ^ A b C „Synchrotronové centrum středoškolského výzkumu studentů“ (PDF). 28. května 2012. Citováno 22. července 2012.
  35. ^ „Pokročilý fotonový zdroj, kanadský světelný zdroj posiluje vazby, rozšiřuje rentgenovou technologii a výzkum“. 18. června 2012. Archivovány od originál dne 10. září 2012. Citováno 26. července 2012.
  36. ^ „Vědci osvětlují onemocnění jícnu“. 8. června 2009. Citováno 27. července 2012.
  37. ^ „Synchrotron odhaluje příběhy vyprávěné starými kostmi“. 30. dubna 2012. Archivovány od originál dne 2. května 2014. Citováno 28. července 2012.
  38. ^ „Čistší a rychlejší baterie“. 9. července 2012. Citováno 28. července 2012.
  39. ^ „Kanadský světelný zdroj zaznamenává rázy rychlosti na elektronové dálnici grafenu“. 15. srpna 2011. Archivovány od originál dne 26. září 2011. Citováno 27. července 2012.
  40. ^ A b C Dřevěný dům, str. 166.
  41. ^ Dřevěný dům, str. 167.
  42. ^ Dřevěný dům, str. 170.
  43. ^ Dřevěný dům, str. 163.
  44. ^ „Kanadský světelný zdroj, který má pro Kanadu pozitivní ekonomické a vědecké dopady“. 22. listopadu 2011. Citováno 24. července 2012.
  45. ^ Dřevěný dům, str. 8.
  46. ^ „Předseda vlády zastavuje volby na Synchrotronu“. 24. listopadu 2000. Citováno 27. července 2012.
  47. ^ „Premiér Chrétien navštíví CLS v Saskatoonu“. 26. června 2012. Citováno 28. července 2012.
  48. ^ „Královský návštěvní deník“. 19. května 2005. Archivovány od originál dne 1. června 2012. Citováno 15. července 2012.
  49. ^ „Michaëlle Jean zabalí Sask. Navštívit.“. CBC News. 24. srpna 2010. Citováno 15. července 2012.
  50. ^ „Saskatoon synchrotron provozovaný přes Brazílii“. 29. dubna 2012. Archivovány od originál dne 24. ledna 2013. Citováno 15. července 2012.
  51. ^ „Návštěva ministra Duncana“. 18. ledna 2017. Citováno 20. ledna 2017.
  52. ^ "Sask. Synchrotron k výrobě lékařských izotopů". CBC News. 24. listopadu 2011. Citováno 15. července 2012.
  53. ^ „Výroba lékařských izotopů pomocí rentgenového záření“ (PDF). 2012. Citováno 27. července 2012.
  54. ^ „Le synchrotron de Saskatoon mis à la portée de jeunes scientifiques du Collège Saint-Bernard“ Archivováno 15. ledna 2013 v Archiv. Dnes,L'Express 3. března 2012
  55. ^ „Northern Exposure: Student from Saskatchewan's North do synchrotron science“. Říjen 2011. Citováno 23. července 2012.
  56. ^ „Experiment učí studenty praktický učební plán chemie“. 2011. Citováno 23. července 2012.
  57. ^ „Částice se zrychluje ... na střední škole“. 10. března 2010. Citováno 28. července 2012.
  58. ^ A b „Injection system for the Canadian Light Source“ (PDF). 2004. Citováno 7. července 2012.
  59. ^ Blomqvist, I .; Dallin, L .; Hallin, E .; Lowe, D .; Silzer, R .; De Jong, M. (2001). „Kanadský světelný zdroj: aktualizace“ (PDF). 19. konference o urychlovačích částic (Pac 2001): 2680. Bibcode:2001pac..conf.2680B. Citováno 7. července 2012.
  60. ^ A b Blomqvist, I .; Dallin, L .; Hallin, E .; Lowe, D .; Silzer, R .; De Jong, M. (2001). „Kanadský světelný zdroj: aktualizace“ (PDF). 19. konference o urychlovačích částic (Pac 2001): 2680. Bibcode:2001pac..conf.2680B. Archivovány od originál (PDF) dne 2. května 2014. Citováno 28. července 2012.
  61. ^ „Vkládací zařízení“. Citováno 28. července 2012.
  62. ^ A b C „Vývoj vkládacího zařízení u kanadského světelného zdroje“ (PDF). 2010. Citováno 28. července 2012.
  63. ^ „Tři užitečné případové studie z Twitteru“. 5. února 2011. Archivovány od originál dne 13. června 2012. Citováno 15. července 2012.
  64. ^ "Beamlines". Citováno 23. července 2012.
  65. ^ Wysokinski, Tomasz W .; Chapman, Dean; Adams, Gregg; Renier, Michel; Suortti, Pekka; Thomlinson, William (2007). „Beamlines zařízení pro biomedicínské zobrazování a terapii u kanadského světelného zdroje - 1. část“ (PDF). Jaderné přístroje a metody ve fyzikálním výzkumu A. 582 (1): 73–76. Bibcode:2007 NIMPA.582 ... 73 W.. doi:10.1016 / j.nima.2007.08.087. hdl:10138/162090.
  66. ^ Grochulski, P .; Fodje, M. N .; Gorin, J .; Labiuk, S.L .; Berg, R. (2011). „Beamline 08ID-1, hlavní paprsek kanadského zařízení pro makromolekulární krystalografii“. Journal of Synchrotron Radiation. 18 (4): 681–684. doi:10.1107 / S0909049511019431. PMID  21685687.
  67. ^ May, Tim; Appadoo, Dominique; Ellis, Thomas; Reininger, Ruben (2006). "Infračervené paprskové paprsky u kanadského světelného zdroje". Sborník konferencí AIP. 882: 579–582. doi:10.1063/1.2436127.
  68. ^ Jiang, D. T .; Chen, N .; Zhang, L .; Malgorzata, K .; Wright, G .; Igarashi, R .; Beuregard, D .; Kirkham, M .; McKibben, M. (2006). „XAFS u kanadského světelného zdroje“. Sborník konferencí AIP. 882: 893–895. doi:10.1063/1.2644695.
  69. ^ May, Tim; Ellis, Thomas; Reininger, Ruben (2007). „Středně infračervená spektromikroskopie paprsků na kanadském světelném zdroji“. Jaderné přístroje a metody ve fyzikálním výzkumu A. 582 (1): 111–113. Bibcode:2007 NIMPA.582..111M. doi:10.1016 / j.nima.2007.08.074.
  70. ^ Bergstrom, John C .; Vogt, Johannes M. (2006). "Optická diagnostická paprsková linie u kanadského světelného zdroje". Jaderné přístroje a metody ve fyzikálním výzkumu A. 562 (1): 495–512. Bibcode:2006 NIMPA.562..495B. doi:10.1016 / j.nima.2006.02.200.
  71. ^ Regier, T; Krochak, J; Sham, T. K.; Hu, Y. F .; Thompson, J .; Blyth, R. I. R. (2007). „Výkon a možnosti CanadianDragon: paprsek SGM u kanadského světelného zdroje“. Jaderné přístroje a metody ve fyzikálním výzkumu A. 582 (1): 93–95. Bibcode:2007 NIMPA.582 ... 93R. doi:10.1016 / j.nima.2007.08.071.
  72. ^ Kaznatcheev, K. V .; Karunakaran, Ch .; Lanke, USA; Urquhart, S. G .; Obst, M .; Hitchcock, A. P. (2007). „Měkká rentgenová spektromikroskopie paprsků na CLS: Výsledky uvedení do provozu“. Jaderné přístroje a metody ve fyzikálním výzkumu A. 582 (1): 96–99. Bibcode:2007 NIMPA.582 ... 96 tis. doi:10.1016 / j.nima.2007.08.083.
  73. ^ Hu, Y. F .; Coulthard, I .; Chevrier, D .; Wright, Glen; Igarashi, R .; Sitnikov, A .; Yates, B. W .; Hallin, E .; Sham, T. K.; Reininger, R .; Garrett, R .; Jemný, I .; Nugent, K .; Wilkins, S. (2009). „Předběžné uvedení do provozu a výkon měkké rentgenové mikro-charakterizace paprsků u kanadského světelného zdroje“. Sborník konferencí AIP. 1234: 343–346. doi:10.1063/1.3463208.
  74. ^ Achenbach, Sven; Subramanian, Venkat; Klymyshyn, David; Wells, Garth (2010). „Synchrotronová laboratoř pro mikro a nano zařízení: koncepce a design zařízení“. Technologie mikrosystémů. 16 (8–9): 1293–1298. doi:10.1007 / s00542-010-1071-3.
  75. ^ Feng, Renfei; Dolton, Wade; Igarashi, Ru; Wright, Glen; Bradford, Morgan; McIntyre, Stewart; Garrett, R .; Jemný, I .; Nugent, K .; Wilkins, S. (2009). "Uvedení VESPERS Beamline do provozu v kanadském světelném zdroji". Sborník konferencí AIP. 1234: 315–318. doi:10.1063/1.3463199.
  76. ^ Hu, Y. F .; Zuin, L .; Wright, G .; Igarashi, R .; McKibben, M .; Wilson, T .; Chen, S. Y .; Johnson, T .; Maxwell, D .; Yates, B. W .; Sham, T. K.; Reininger, R. (207). "Uvedení do provozu a provedení linie paprsků s jednobarevnou paprskovou linií s variabilním roztečí čar u kanadského světelného zdroje". Recenze vědeckých přístrojů. 78 (8): 083109–083109–5. Bibcode:2007RScI ... 78h3109H. doi:10.1063/1.2778613. PMID  17764315.
  77. ^ Bergstrom, John C .; Vogt, Johannes M. (2008). „Rentgenová diagnostická paprsková linie u kanadského světelného zdroje“. Jaderné přístroje a metody ve fyzikálním výzkumu A. 587 (2–3): 441–457. Bibcode:2008 NIMPA.587..441B. doi:10.1016 / j.nima.2008.01.080.

externí odkazy

Souřadnice: 52 ° 08'12,5 ″ severní šířky 106 ° 37'52,5 "W / 52,136806 ° N 106,631250 ° W / 52.136806; -106.631250