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X射線自由電子激光工程近日開啟
閱讀：361 發(fā)布時(shí)間：2010-7-22據(jù)媒體報(bào)道，一條長(zhǎng)達(dá)3.4公里的地下隧道正式動(dòng)工，歐洲Ｘ射線自由電子激光項(xiàng)目的核心工程6月30日在德國(guó)漢堡開始建設(shè)。這一隧道工程預(yù)計(jì)于2014年完工，2015年進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)。
據(jù)德國(guó)媒體報(bào)道，歐洲Ｘ射線自由電子激光設(shè)備是世界*能產(chǎn)生高強(qiáng)度短脈沖Ｘ射線的激光設(shè)備。這一大型科研項(xiàng)目由德國(guó)和歐洲其他11個(gè)國(guó)家共同參與，將建設(shè)3條直徑不同的地下隧道，總長(zhǎng)度接近6公里，總耗資超過(guò)10億歐元，德國(guó)出資54%。
歐洲Ｘ射線自由電子激光設(shè)施建成后，能產(chǎn)生波長(zhǎng)從0.1到6納米間可調(diào)的、*強(qiáng)度的飛秒（1飛秒等于千萬(wàn)億分之一秒）級(jí)短脈沖Ｘ射線相干光。其應(yīng)用范圍將涉及物理、化學(xué)、材料科學(xué)、生物學(xué)和納米技術(shù)等廣泛領(lǐng)域，將為人類認(rèn)識(shí)微觀世界打開全新視野。
*物理研究人員認(rèn)為：歐洲自由電子激光項(xiàng)目是目前計(jì)劃中*zui大的自由電子激光設(shè)備，2015年開始運(yùn)行后，將能輸出波長(zhǎng)短至0.1納米、脈沖寬度不到100飛秒、重復(fù)頻率達(dá)每秒27000次的相干X射線，從而為科學(xué)家認(rèn)識(shí)微觀世界提供的強(qiáng)大手段。
自由電子激光的原理與同步輻射類似，都是利用加速到高能量的電子輻射而產(chǎn)生極短波長(zhǎng)的X射線閃光。但與目前的第三代同步輻射光源相比，自由電子激光產(chǎn)生的X射線不僅具有激光的特點(diǎn)（相干性），而且波長(zhǎng)更短、脈沖寬度更窄（閃光時(shí)間更快），特別是其峰值亮度比第三代同步光源高了近10個(gè)量級(jí), 相比的常規(guī)X射線源產(chǎn)生的X射線，不僅峰值亮度高10多億倍，而且平均亮度也高萬(wàn)倍以上。實(shí)際上，**臺(tái)自由電子激光FLASH也建于德國(guó)漢堡，于2004年試運(yùn)行后，曾創(chuàng)造了波長(zhǎng)13.5—13.8納米的自由電子激光紀(jì)錄，并得到了非晶樣品的高分辨率衍射圖像。相比FLASH裝置，歐洲自由電子激光裝置的波長(zhǎng)不僅短了60倍，而且能量更高。
目前上建成的X射線自由電子激光還有位于美國(guó)加州的設(shè)備和日本的設(shè)備，它們先后于2009年和2010年開始試運(yùn)行。在設(shè)計(jì)上，歐洲自由電子激光設(shè)備具有*的-271攝氏度的低溫超導(dǎo)加速技術(shù)，重復(fù)頻率遠(yuǎn)高于其它約每秒100次左右的水平。
這類具有超快、*特點(diǎn)的X射線激光設(shè)備的建成，將為科學(xué)家和工業(yè)用戶打開全新研究機(jī)遇的大門，從而提供從未接近過(guò)的研究領(lǐng)域，如繪制病毒原子的詳細(xì)結(jié)構(gòu)、解密細(xì)胞分子的構(gòu)成、拍攝納米世界的三維圖像、“凍結(jié)”化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程等等。