Синхротрон

Уникальные свойства СИ, включая повышенную яркость, широкий диапазон спектра и широкополосную перестраиваемость длины волны/энергии излучения, придают ему исключительные аналитические возможности для определения характеристик материалов. В сочетании с различными режимами взаимодействия фотонов с материей СИ может применяться в рамках целого ряда методов и методологий, в том числе для:
химического анализа, например, содержания элементов, химического состава и координационных узлов поглощающих атомов, а также для определения молекулярных групп и структур;
структурного анализа, с тем чтобы лучше понять изменения кристаллической структуры гетерогенных материалов под воздействием рентгеновской дифракции, малоуглового рентгеновского рассеяния и рентгеновской рефлектометрии;
исследований электронных и магнитных свойств поверхностей, тонких пленок и скрытых интерфейсов с использованием ряда методов, каких, как мягкое рентгеновское излучение, рентгеновская фотоэлектронная эмиссионная микроскопия, фотоэмиссионная спектроскопия с угловым разрешением, низкоэнергетическая электронная микроскопия и рентгеновский магнитный круговой дихроизм;
определения морфологических характеристик, т.е. визуализации в двух или трех измерениях очень мелких деталей сложных структур с помощью микро-томографии и фазоконтрастной компьютерной томографии.
Эти свойства позволяют применять синхротронное излучение в широком диапазоне научных дисциплин: материаловедении; в энергетических исследованиях; кристаллографии белка; экологии; химии; в области естественных или биологических наук; микроэлектронике; в геологических науках, включая исследования внеземной материи; и в анализах окружающей среды. Оно также широко используется в различных отраслях промышленности – от фармакологии и биотехнологии до производства автомобилей, полупроводников и косметики.
В последнее время к этому списку добавились исследования в области накопления и преобразования энергии в виде микро- и наноразмерных гетерогенных материалов, таких, как аккумуляторные батареи, топливные элементы, фотоэлектрические устройства и органические полупроводники.
Таким образом, все чаще СИ используют в промышленности, в частности, для производства устройств микроэлектроники (печатных плат, элементов микросхем) и миниатюрных электромеханических устройств и микронасосов, микроэлектродвигателей и т.д. В связи с этим бурно развиваются такие прикладные методы, как глубокая рентгеновская литография и LIGA-технология (Lithografic Galvanoformung und Abformung и трехстадийный процесс, включающий литографию, гальванопластику иштамповку). Синхротронное излучение широко применяют в медицине для ранней диагностики и радиотерапии различных заболеваний, включая онкологические (маммография, ангиография, радиография), а также для получения высококонтрастных увеличенных изображений внутренних органов и тканей человека. Синхротронные методы используют и в исследованиях, связанных с охраной окружающей среды, например, для детектирования следовых количеств тяжелых металлов в промышленных отходах, аэрозолях, почвах, а также биологических объектах ì растениях, живых тканях и др.
В настоящее время в мире работает около 40 источников СИ и ведется строительство более 10 новых источников.