Acceleratortunnel

Verdens kraftigste røntgenlaser et skridt nærmere

onsdag 05 okt 16
|
af Anne Hansen

Kontakt

Martin Meedom Nielsen
Professor
DTU Fysik
45 25 32 26

I knap syv år har 11 europæiske lande bygget på den lineære røntgenlaser XFEL i Hamburg. I dag begynder man at lukke den 1,7 km lange acceleratortunnel, der en forudsætning for at skabe røntgenstrålingen. Med 27.000 skud røntgenstråling i sekundet bliver den europæiske XFEL verdens hidtil kraftigste røntgenlaser og skaber dermed unikke muligheder for både forskere og industri. 

I 2009 begyndte konstruktionen af den europæiske røntgenlaser XFEL i Hamborg. Planen er, at XFEL skal være klar til brug i sommeren 2017 og med lukningen af tunnelen med elektronacceleratoren bliver en vigtig milepæl i konstruktionen af røntgenlaseren afsluttet.

 

De fleste har sikkert prøvet at få taget røntgenbilleder hos tandlægen eller på hospitalet. Men røntgenstråling kan bruges til langt mere end blot at undersøge tænder og brækkede knogler. Når strålingen bliver fokuseret og kraftig nok, kan den bruges til at afsløre hidtil usete detaljer i viruspartiklers opbygning, filme ultrahurtige kemiske reaktioner og lave tredimensionelle billeder af materialers indre. Alt sammen vigtig viden i udviklingen af fremtidens medicin, teknologi og materialer.

 

- XFEL-laseren kan lave ultrakorte glimt af røntgenstråler, som vi kan bruge til at tage billeder af atomer i bevægelse, for eksempel når de reagerer på absorption af lys. Den type reaktioner ser man i molekyler både i fotosyntese, i solceller og i øjet. Hvis vi skal blive bedre til at udnytte solenergi, kræver det en bedre forståelse af processen bag lysabsorptionen og derfor har vi brug for ultrakorte røntgenstråler, forklarer professor Martin Meedom Nielsen fra DTU Fysik. Martin M. Nielsen er desuden formand for den europæiske XFEL.

 

Den europæiske XFEL bliver bygget og drevet i fælles af Danmark, Frankrig, Italien, Polen, Rusland, Schweiz, Slovakiet, Spanien, Sverige, Tyskland og Ungarn. Laseren, der ligger ved Hamburg, har en såkaldt superledende lineær accelerator, hvor elektroner accelereres op til nær lystes hastighed. Herefter bliver elektronerne tvunget ind i bølgende slalombevægelse, der får dem til at udsende røntgenstråling. Den lange acceleratortunnel og de lange undulatorer, der skaber elektronernes slalombevægelse, er to af de konstruktioner, der gør røntgenstrålingen fra den europæiske XFEL helt unik.

 

Røntgenstrålingen fra den europæiske XFEL udmærker sig ved at bliver produceret i ultrakorte glimt der udsendes 27.000 gange per sekund! Desuden har strålingen en bølgelængde helt ned til 0,05 nanometer (5 x 10-11 meter). Tilsammen betyder det, at forskerne kan bruge røntgenpulserne til at filme selv ultrahurtige begivenheder som kemiske reaktioner og bevægelser i molekyler, lidt som når man med en hurtig blænde på kameraet kan fotografere dyr og mennesker i bevægelse. Røntgenstrålingen kan også bruges til at se atomare detaljer af fx viruspartikler og lave 3D-billeder af materialer i computerchips. Dermed vil den nye røntgenlaser åbne op for hidtil utilgængelige forskningsområder og give industrien mulighed for at udvikle nye produkter og teknologi.

 

Læs mere om røntgenlaseren på XFEL's hjemmeside.

Flyv gennem den 3,4 km lange XFEL-tunnel.

Hvordan virker en lineær røntgenlaser? Se forklaringen i denne animerede video fra SLAC National Accelerator Laboratory.

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.