چشمه فوتون پیشرفته

چشمه فوتون پیشرفته (APS)
نمای بیرونی APS
خواص عمومی
نوع شتابدهندهحلقه ذخیره
نوع اشعهالکترون
نوع هدفچشمه نور
خواص اشعه
انرژی بیشینه۷ گیگا الکترون‌ولت
جریان بیشینه۱۰۰ میلی‌آمپر
روشنایی بیشینه۶×۱۰۱۹ ph٫ /s/۰٫۱%/mm۲/mrad۲
خواص فیزیکی
محیط۱٬۱۰۰ متر (۳٬۶۰۰ فوت)
موقعیتلمانت، ایلینوی
مؤسسهوزارت انرژی ایالات متحده آمریکا
تاریخ‌های عملیات۱۹۹۵ – اکنون

چشمه فوتون پیشرفته (به انگلیسی: Advanced Photon Source) یا به اختصار APS، واقع در آزمایشگاه ملی آرگون (در لمانت، ایلینوی)، یک تأسیسات چشمه نور پرتو ایکس پرانرژی مبتنی بر حلقه ذخیره است. این مرکز یکی از پنج چشمه نور پرتو ایکس است که تحت مالکیت و سرمایه‌گذاری دفتر علوم وزارت انرژی ایالات متحده آمریکا قرار دارد. فعالیت APS در ۲۶ مارس ۱۹۹۵ آغاز شد. این مرکز به عنوان یک تأسیسات کاربری اداره می‌شود، بدین معنا که به روی جامعه علمی جهان باز است و سالانه بیش از ۵۵۰۰ پژوهشگر از منابع آن استفاده می‌کنند.

طرز کار چشمه فوتون پیشرفته

بخش جلویی پرتو ایکس در داخل محفظه حلقه ذخیره APS.
نمای داخل محفظه حلقه ذخیره APS

مرکز APS از مجموعه‌ای از شتاب‌دهنده‌های ذرات برای رساندن سرعت الکترون‌ها به نزدیکی سرعت نور استفاده می‌کند و سپس آن‌ها را به یک حلقه ذخیره تزریق می‌کند که محیط آن تقریباً دو سوم مایل (حدود ۱۱۰۰ متر) است. در هر خمیدگی مسیر، این الکترون‌ها تابش سنکروترون را به شکل پرتوهای ایکس فوق‌درخشان ساطع می‌کنند. دانشمندان در ۶۵ ایستگاه آزمایش در اطراف حلقه، از این پرتوهای ایکس برای پژوهش‌های بنیادی و کاربردی در زمینه‌های متعدد استفاده می‌کنند. سالن آزمایش، حلقه ذخیره را احاطه کرده است و به ۳۵ بخش تقسیم می‌شود که هر کدام به خطوط پرتو ایکس دسترسی دارند؛ یکی در محل افزاره الحاقی و دیگری در محل آهنربای خمشی.[۱] هر بخش همچنین با یک واحد آزمایشگاهی/اداری مرتبط است که امکان دسترسی فوری به خط پرتو را فراهم می‌کند.[۲]

کاربردهای چشمه فوتون پیشرفته

دانشمندان از پرتوهای ایکس تولیدشده توسط APS برای مشاهده درون باتری‌ها استفاده می‌کنند، با این هدف که دستگاه‌های ذخیره انرژی با طول عمر بیشتر و شارژ سریع‌تر بسازند؛[۳] برای بهبود چاپ سه‌بعدی جهت ساخت مواد بادوام‌تر؛[۴] برای شناخت بیشتر رفتار ذرات باردار به منظور ارتقای الکترونیک؛[۵] و برای نقشه‌برداری از مغز جهت درک بهتر بیماری‌های مغز و اعصاب.[۶] پژوهش‌های APS در توسعه واکسن‌های کووید-۱۹ مورد استفاده در ایالات متحده نقش داشته است.[۷]

سه جایزه نوبل شیمی برای کارهایی اعطا شده است که بخشی از آن‌ها در APS انجام شده بود.

  • جایزه سال ۲۰۰۹ برای کشف ساختار و عملکرد ریبوزوم اعطا شد.[۸] پرتوهای ایکس تولیدشده توسط APS امکان مشاهده واحدهای کوچک‌تری که ریبوزوم‌ها را تشکیل می‌دهند، فراهم کرد.
  • جایزه سال ۲۰۱۲ برای ساختار گیرنده‌های جفت‌شونده با پروتئین جی اعطا شد.[۹] پرتوهای ایکس APS امکان مشاهده جزئیات دقیق‌تری از این گیرنده‌ها را میسر ساخت.
  • جایزه سال ۲۰۲۴ برای خلق محاسباتی پروتئین‌های جدید اعطا شد.[۱۰] از APS برای تأیید ساختار پروتئین‌های طراحی‌شده به صورت مصنوعی استفاده شد.

ارتقای چشمه فوتون پیشرفته

چشمه فوتون پیشرفته تحت یک ارتقا قرار گرفت که طی آن حلقه ذخیره اصلی با یک شبکه آکرومات چندخمش (Multi-bend achromat lattice) جدید جایگزین شد. ساخت ۹ خط پرتوی ویژه جدید و ۱۵ خط پرتو موجودِ ارتقایافته در سال‌های ۲۰۲۴ و ۲۰۲۵ تکمیل خواهد شد.[۱۱] نتیجه این کار، پرتوهای ایکسی خواهد بود که تا ۵۰۰ برابر درخشان‌تر از پرتوهای فعلی هستند و خطوط پرتویی که قابلیت تمرکز بالاتری را برای بررسی مواد کوچک‌تر با جزئیات دقیق‌تر فراهم می‌کنند. دوره نصب حلقه ذخیره جدید در ۲۴ آوریل ۲۰۲۳ آغاز شد و حدود ۱۲ ماه بعد در سال ۲۰۲۴ تکمیل گردید و پرتو ذخیره‌شده در ۲۰ آوریل ۲۰۲۴ به نمایش درآمد.[۱۲][۱۳] پرتو الکترونی ارتقایافته APS به‌طور قابل‌توجهی دقیق‌تر است و از ۱۰ میکرون در جهت عمودی به ۴ [میکرون] و از ۲۷۵ میکرون در جهت افقی به ۱۵ [میکرون] می‌رسد.[۱۴]

جستارهای وابسته

  • کیت موفات
  • ایپیکس (EPICS)

منابع

  1. ↑ "Experiment Hall & Beamlines". Argonne National Laboratory. Archived from the original on 25 March 2008. Retrieved 9 January 2008.
  2. ↑ "LOMs & Beamlines". Argonne National Laboratory. Archived from the original on 25 March 2008. Retrieved 9 January 2008.
  3. ↑ "Battery of tests: Scientists figure out how to track what happens inside batteries | Argonne National Laboratory". www.anl.gov (به انگلیسی). Retrieved 2021-10-21.
  4. ↑ "Putting a Shine on Metal 3-D Printing | Advanced Photon Source". www.aps.anl.gov (به انگلیسی). Retrieved 2021-10-21.
  5. ↑ "A new spin on energy-efficient electronics | Argonne National Laboratory". www.anl.gov (به انگلیسی). Retrieved 2021-10-21.
  6. ↑ "Researchers image an entire mouse brain for the first time | Argonne National Laboratory". www.anl.gov (به انگلیسی). Retrieved 2021-10-21.
  7. ↑ "APS plays foundational role in development of COVID-19 vaccines | Argonne National Laboratory". www.anl.gov (به انگلیسی). Retrieved 2021-10-21.
  8. ↑ "2009 Chemistry Nobel to APS Users | Advanced Photon Source". www.aps.anl.gov (به انگلیسی). Retrieved 2021-10-21.
  9. ↑ "Advanced Photon Source lights the way to 2012 Chemistry Nobel | Argonne National Laboratory". www.anl.gov (به انگلیسی). Retrieved 2021-10-21.
  10. ↑ "Nobel Prize winner conducted protein folding research at Advanced Photon Source, Argonne supercomputers | Advanced Photon Source". www.aps.anl.gov. Retrieved 2025-10-17.
  11. ↑ "Argonne's Advanced Photon Source to Get $815 Million Upgrade | Advanced Photon Source". www.aps.anl.gov (به انگلیسی). Retrieved 2021-10-21.
  12. ↑ "APS Upgrade Installation Period Scheduled to Begin April 17, 2023 | Advanced Photon Source". www.aps.anl.gov (به انگلیسی). Retrieved 2021-10-21.
  13. ↑ "First stored electron beam in new APS storage ring | Advanced Photon Source". www.aps.anl.gov (به انگلیسی). Retrieved 2024-04-24.
  14. ↑ "Storage Ring Overview | Advanced Photon Source". www.aps.anl.gov. Retrieved 2025-10-17.

پیوند به بیرون

در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ چشمه فوتون پیشرفته موجود است.
This article is issued from ویکی‌پدیا. The text is available under Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 unless otherwise noted. Additional terms may apply for the media files.