Ангстрёмквелле Карлсруэ - Википедия - Angströmquelle Karlsruhe

АНКА (сокращение от „Angströmquelle Карлсруэ") это синхротрон объект источника света на Карлсруэ технологический институт (КОМПЛЕКТ). KIT использует ANKA как национальный источник синхротронного света и как крупномасштабную пользовательскую установку для международного научного сообщества. Являясь крупногабаритной машиной категории производительности LK II Ассоциации Гельмгольца (Ассоциация немецких исследовательских центров им. Гельмгольца ), ANKA является частью национальной и европейской инфраструктуры, предлагающей исследовательские услуги научным и коммерческим пользователям для их целей в исследованиях и разработках. Объект был открыт для внешних пользователей в 2003 году.

История

В 1997 году было принято решение реализовать проект строительства крупномасштабного предприятия ANKA на территории бывшего Исследовательского центра Карлсруэ. К концу 1998 г. было возведено внешнее строение АНКА, а уже в 1999 г. - первый электроны были введены в кольцо для хранения. После еще нескольких лет разработки машин и лабораторий, в марте 2003 года ANKA открыла свои двери для пользователей из научного сообщества и промышленности, первоначально представив семь лучи: шесть аналитических каналов пучка и один для создания микроструктур с использованием рентгеновский снимок литография. С тех пор непрерывно разрабатывались и внедрялись дальнейшие усовершенствования и расширения: в настоящее время в эксплуатации находятся 15 пучков, еще три находятся в процессе монтажа. На самой машине были реализованы несколько обновленных поколений ее устройства для вставки (ондуляторы и вигглеры ), которые частично были разработаны в ANKA. Более того, полностью развитая инфраструктура поддерживает пользователей в ANKA, так как, например, полностью оборудованные апартаменты пользователей на территории KIT Campus North могут быть забронированы внешними пользователями ANKA.

Организационная структура

После институциональной реорганизации в 2012 году исследования синхротронов в KIT были разделены на три отдельных, но тесно связанных подразделения: - Крупномасштабная синхротронная установка ANKA с присоединенными к ней линиями передачи пучков теперь имеет статус независимого подразделения, которое напрямую подчиняется каталогу. доска КОМПЛЕКТА. Техническое развитие установки, а также внутренние исследования, проводимые учеными-лучистами, проводятся правлением ANKA. Поддержка и размещение внешних пользователей обеспечивается пользовательским офисом ANKA. - Бывший Институт синхротронного излучения (ISS), который первоначально отвечал за разработку и обслуживание ANKA, теперь преобразован в Институт фотоники и синхротронного излучения. Несмотря на то, что в ANKA все еще проводятся интенсивные исследования, IPS теперь институционально отделен от синхротронной установки. - Независимое сервисное подразделение ANKA Commercial Services (ANKA-CoS) поддерживает клиентов из исследовательских и промышленных кругов в подготовке и проведении их исследовательских проектов в таких областях, как разработка, управление качеством и микропроизводство.

Технические детали

ANKA имеет накопительное кольцо с окружностью 110,4 м (120,7 ярда), в котором хранятся электроны с энергией 2,5 ГэВ. Для этого электроны (90 кэВ) генерируются триод и предварительно разогнан до 500 МэВ через «Ипподром» Микротрон »(53 МэВ) и бустер. Фактическая рабочая энергия, наконец, достигается в накопительном кольце, где электроны теперь вращаются почти со скоростью скорость света. Накопительное кольцо содержит сверхвысокий вакуум из 10−9 мбар. Таким образом, синхротронный свет генерируется постоянным отклонением 16 магнитов, которые удерживают электроны в фокусе в центре трубки. В дополнение к этому, вигглеры и ондуляторы - специализированные конфигурации магнитов с чередующейся прямой и обратной полярностью - используются для отклонения электронов по синусоидальной кривой, на которой они излучают синхротронное излучение. Особенностью конфигурации синхротрона ANKA является сверхпроводящий ондулятор SCU15, который, как и его предшественник SCU14, был разработан совместно на установке ANKA. Этот новый ондулятор генерирует не только синхротронный свет повышенной яркости, но и гораздо более изменчивый. спектр излучения легко адаптируется к соответствующим исследовательским требованиям.

Лучи ANKA и их применение

Методы визуализации

ИЗОБРАЖЕНИЕ
Использование рентгеновских лучей для визуализации в 2D - и 3D -поля, статические и динамические - в состоянии установки
MPI-MF
Проводит Институт Макса Планка для интеллектуальных систем, специализирующихся на на месте анализ интерфейсов и тонкие пленки
НАНО
Рентгеновский снимок высокого разрешения на месте дифракция - на заключительном этапе монтажа
PDIFF
Анализ с использованием Дебая-Шерера-Порошковая дифракция (исследование и идентификация кристаллических веществ в порошкообразных образцах
SCD
Анализ дифракции рентгеновских лучей на монокристаллы
ТОПО-ТОМО
Топография, микрорадиология и микротомография с помощью полихроматический свет и рентгеновские лучи

Спектроскопия

FLUO
рентгеновский снимок флуоресценция спектроскопия, неразрушающая качественная и количественная идентификация элементного состава образца
INE
Установлен и проведен Институтом по утилизации ядерных отходов КИТ в целях актинид -исследование
IR1
ИК-спектроскопия и инфракрасный эллипсометрия включая терагерцовое излучение
IR2
ИК-спектроскопия и инфракрасная микроскопия включая терагерцовое излучение
SUL-X
Абсорбция, флуоресцентный и дифракционный анализ в рамках синхротронной экологической лаборатории
УФ-CD12
Проведен Институтом биологических интерфейсов KIT, УФ -круговой дихроизм -спектроскопия (структурный анализ биологических веществ)
WERA
Мягкий рентгеновский анализ, проведенный Институтом физики твердого тела КИТ.
XAS
Рентгеновская абсорбционная спектроскопия, КСАНЕС (химический состав образца) и EXAFS (Число, расстояние и тип соседнего атома (также в некристаллической форме)

Микрофабрикация

ЛИГА I, II, III
Глубокая рентгеновская литография по ЛИГА -процедура разработана в КИТ. Три канала луча различаются по уровню доступной энергии.

Преимущества синхротронных источников света

По сравнению с обычными источниками излучения синхротроны излучают свет в гораздо более широком спектре и гораздо большей интенсивности. Генерируемое излучение состоит из очень широкого непрерывного электромагнитного спектра, охватывающего весь диапазон от жесткого рентгеновского излучения до длин волн за пределами инфракрасного диапазона (терагерцовое излучение). Монохроматоры затем разрешите фильтрацию необходимого диапазона длин волн. Поскольку электроны хранятся в упаковках внутри накопительного кольца, синхротронное излучение происходит импульсами. Таким образом, динамические процессы продолжительностью до наносекунд могут быть разрешены и измерены. Уже с момента своего образования излучение поляризовано (линейно или циркулярно); необходимое условие для многих экспериментальных приложений.

Доступ для научных пользователей

Помимо ученых из ANKA и IPS, которые вносят свой вклад в разработку синхротрона и его компонентов, внешние пользователи, в частности, имеют возможность использовать излучение, генерируемое ANKA, для своих собственных исследовательских проектов. Пользователи международного научного сообщества координируются пользовательским офисом ANKA. Дважды в год предложения по работе с лучами в ANKA собираются через онлайн-процедуру подачи заявок. Фактическое время луча затем определяется международным научным комитетом, который оценивает представленные предложения. На территории KIT Campus North гостевой дом предоставляет размещение внешним пользователям на время их проекта в ANKA. Более подробную информацию о распределении времени луча можно найти на веб-страницах пользовательского офиса.

Доступ для коммерческих пользователей

ANKA Commercial Services (ANKA-CoS) предлагает полную сервисную поддержку (сертифицированную в соответствии с DIN EN ISO 9001: 2008) коммерческим клиентам во время их проекта в ANKA, а также в отношении последующих вопросов, таких как лицензирование или промышленное применение технологий, разработанных в ANKA. Доступ к времени луча предоставляется в кратчайшие сроки без одновременного пересмотра времени после консультации с ответственным специалистом по созданию луча. В отличие от выводов научных пользователей, которые должны представить свои результаты научному сообществу, исследования коммерческих пользователей остаются конфиденциальными в любое время.

внешняя ссылка

Координаты: 49 ° 05′48 ″ с.ш. 8 ° 25′42 ″ в.д. / 49,0967 ° с. Ш. 8,4283 ° в. / 49.0967; 8.4283