싱크로트론의 궁극적인 개선

전문가 제언

세계에 산재한 수 십 여개의 싱크로트론 (synchrotron)은 매일 물질의 영상, 화학반응 생성물의 확인, 결정체의 구조를 결정하는데 필요한 X-선을 생산하기위하여 원형 저장링 (storage ring)으로부터 전자를 방출한다. 그러나 과학자는 구형의 저장 링 대신, 특수 자석을 이용하여 이론이 허락하는 범위 내에서 정밀하게 초점이 맞추어진 X-선 빔을 생산하는 USR (ultimate storage ring)의 사용을 수 십 년간 꿈꾸어 왔다.

현재 가장 큰 Advanced Photon Source (APS)을 운전하는 있는 미국의 Argonne 국립연구소는 USR의 개발을 추진하고 있으며, 이미 앞서 시작한 몇 국제 연구소와 경쟁을 벌이고 있다.

스웨덴은 Lund에 위치한 MAX IV 528-m-원주 싱크로트론을 위하여 최초로 USR을 개발하였다. 이곳의 과학자들은 2006년에 처음에는 전자빔의 초점을 개선하여 X-선의 밀도와 밝기의 증가를 목표로 연구하였다. 이 설계는 멀티벤드 (multi-bend) achromat으로 알려진 7개로 구성된 자석을 사용하였고, 링 주위의 20 곳에 설치하였다.

Argonne 연구소의 1.1-km-원주 APS (Advanced Phonton Source)의 저장링은 현재 7개 대신 2개의 자석을 포함한 더블벤드 achromat을 가지고 있다. 물리학자는 많은 자석을 사용하면 빔이 불안정하고 파동을 일으키는 것으로 생각하였으나, MAX IV의 경험에서 밀집한 자기를 사용하면 굴절 경로가 짧아져서 파동의 증가를 막을 수 있음을 증명하였다.

저자

Eugene Samuel Reich

자료유형

연구단신

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2013

권(호)

501

잡지명

Nature

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

148~149

분석자

강*무

분석물

• 싱크로트론의 궁극적인 개선.pdf [233,722 byte]

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