同步X射线多晶体衍射.ppt

三.同步X射线多晶体衍射Ｘ射线源的发展X射线分析技术的发展离不开Ｘ射线源的发展一、实验室Ｘ射线源1、高功率：转靶Ｘ射线发生器 常用：18kW（12kW），60kV300mA最高：90kW,150kW,常规：2.4kW(60kV、80mA）2、高亮度：微小焦点、节能,亮度(1010-1012)大于转靶Oxford,Bede,Rigaku二、同步辐射同步辐射及其特性：一、什么是同步辐射？同步辐射是速度接近光束的带电粒子在作曲线运动时在轨道切线方向上发出的电磁辐射。因是1947年在美国通用电气公司的一台70MeV的同步加速器中首次被肉眼观察到，故命名为同步辐射。是一个综合光源。三、同步辐射的特性1.高强度:1012–1020[Phot/s.mm2.mrad2.0.1%BW]为常规光源的亿倍2.宽频谱:从远红外到硬X射线特征能量Ec[keV]=2218E3[GeV]/R[m]可用之最大能量为5Ec3.小发散:是准平行光，有一定相干性，发散角?=mc2/EE为GeV时,?小于0.1mrad(0.005?)4.偏振光： 轨道平面内为100%线偏振 轨道平面上下为相反的椭圆偏振5.时间结构: 因电子成束团,不连续,脉冲光源 脉冲宽度ps-ns,脉冲间隔ns-ms二、对同步辐射的评价 1、人类历史上的第四个革命性光源 (1)电光源：使人类战胜了黑暗 消灭了白天与黑夜的差别 (2)X光源：使人类看到了物体内部及微观领域 (3)激光源：波长单一、准直、相干、高亮度 在工业、信息、国防、医药、科研 中作用巨大 (4)同步光源：高强度的综合光源2、1998年世界十大发明之三美国建于芝加哥的电子能量达7GeV的 AdvancePhotoSource(APS)在1998年建成运转，被美国“Science”杂志评为当年世界十大发明之一，排在多利羊及登陆火星之后，位列第三。同步辐射装置 发生装置、光束线及实验站三大部分一、同步辐射发生装置1、注入器(1)直线加速器(Linac) 初步加速,几十至几百MeV,产生电子,形成电子束团. 用盘荷波导加速管(2)增能器（Booster） 用同步加速器进一步加速电子达到需要值，可达GeV。由环形排列的C形二极磁铁、环形真空盒、高频高压加速腔、束流传输管线构成。2、电子储存环（storagering） 一定能量电子在环内稳定运转，发射同步辐射。由真空管道、磁聚焦结构、高频加速谐振腔、束流传输束线及插入件构成。(1)真空管道使电子聚焦和作圆周运动。由若干数量的二极（弯转）磁铁、四极磁铁、六极磁铁排列而成。二极磁铁使电子发生偏转，发生同步辐射（3）插入件（insertiondevice）位于磁聚焦结构间的直线节中由一组沿电子轨迹周期排列的磁铁成。局部改变电子的运动轨迹，改变所发同步辐射的性质。扭摆器（wiggler）*由磁场强度大（几个Tesla）、周期大的不多几对（N）磁铁构成*电子运动轨迹扭曲严重，所发辐射能量增加、强度增加，与N成正比束线名磁铁名磁场强度特征能量可用最高能量3B1弯铁0.7T2.3(keV)11.5(keV)4W1单极电磁扭摆器1.8T5.8(keV)29.0(keV)3W1五极永磁扭摆器1.44T4.6(keV)23.0(keV)波荡器用磁场强度小、周期短、对数（N）多的磁铁组构成电子轨迹微微波动，各周期所发辐射会相互干涉而加强辐射强度与N2成正比，所得为近平行光，有相干性NSRL两种波荡器的主要参数及光耀度图周期长周期数磁材料磁场强度磁隙范围(1)7.2cm27NdFeB1.2T3.9-10cm(2)9.8cm27