热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

技术装备 > 核分析技术 > 正文

世界最强X射线源运行 甚至能看清原子!

X射线 X射线 同步加速器 3D图像
发布:2020-12-14 14:14:01     来源:无损检测NDT

无损检测NDT通过一种产生强力X射线束的新方法,科学家正在使以惊人分辨率绘制物质的3D图像成为可能。不久前,这个“极端明亮X射线源”(Extremely Brilliant Source,简称EBS)在法国的欧洲同步加速器辐射装置(European Synchrotron Radiation Facility,简称ESRF)正式启用,科学家已经用它来研究导致新冠肺炎的冠状病毒。

 

这些X射线可以对化石、大脑、电池和无数其他有趣的东西进行内部成像,直达原子尺度,从而可以揭示很多前所未有的信息,将极大地促进科学研究。

EBS所产生的X射线威力将是医院使用的X射线的10万亿倍。有了这样的X射线束,科学家可以绘制出骨折部位的三维图像,其细节之详细,甚至骨折周围血细胞中的单个原子都可以看到。

EBS似乎将开启无穷无尽的可能性。特别令ESRF主任弗朗西斯科·塞特兴奋的一个领域是对大脑结构和功能的研究,这可能最终帮助人们开发出类似大脑的电子产品。

2020年夏季,最初进行该研究的科学家中,已经有一些人利用EBS对死于新冠肺炎的人进行了完整的肺部成像,他们在微观层面上识别了这种病毒造成的损伤,这是以前从未观察过的。

位于法国格勒诺布尔的ESRF自1994年开始运作。之前该设施已经具有世界上最强大的X射线源,而今年的升级将其性能提高了100倍。该设施于2018年12月关闭,开始向EBS过渡。幸运的是,新冠肺炎大流行并没有推迟8月25日的正式启用,该项目也比原计划提前了近五个月。塞特表示,研究人员已经在使用这些X射线束,最近进行的同步加速器工作的第一批结果应该很快就会发表。

位于法国格勒诺布尔的欧洲同步加速器辐射设施

使这一重大升级成为可能的是一种新颖的设计——一个由1100个磁体组成的晶格,驱动着电子在一个长844米的圆环内运动。这些磁铁不仅能加速电子前进,还能给它们轻微的助力,改变它们的方向。这些方向上的微小变化是产生X射线的关键。

这是一个简单的能量守恒定律。当你将电子束弯曲,使其沿环形而不是直线运动时,电子每次改变方向都会损失一点能量。这些损失的能量以光的形式存在。为了让发射的光在X射线频率范围内,你需要提供更强的磁“助力”。新的磁晶格设计使电子束连续弯曲和重新聚焦成为可能,无需更大的环形设备就能产生大量的高能X射线。

一位研究人员正在利用欧洲同步加速器的光束线进行工作现在,EBS已经建立并运行,世界各地的科学家都可以申请使用光束线的时间。

推荐阅读

科学家使用核分析技术发现第一个已知的外星蛋白

一个新发现可能是我们寻找生命是否会在太阳系其他地方出现的线索。科学家认为,使用一种新的分析技术,他们发现了一种外星蛋白,该蛋白藏在陨石中,该陨石在30年前坠落到地球上。 2020-03-03

核分析技术助力微藻中磷的机制研究

磷作为一种不可或缺的生命元素,被广泛应用于食品生产和制造业。全球范围的磷储量短缺问题,促使再生磷资源开发利用,成为关注的焦点。微藻是富营养化的主要产物,其中约10%的干重生物量由营养物质氮和磷组成,从微藻中回收磷,在控制环境污染和养分循环利用方面,均具有重要意义。 2020-03-10

X射线探伤检测分析以及三维数字化扫描修复杭州古塔保俶塔

4月10日,碧波万顷,层峦叠翠,西子湖畔的杭州进入“春日时间”。矗立于杭州西湖北岸的保俶塔也于近日完成维护保养,即将“痊愈”亮相。 2020-04-12

X射线观测固态氢结构:极高压下的氢

人们对氢在极高压下的性质知之甚少。现在有实验揭示了氢在高压下分子排列的关键细节。 2020-04-23

北票喇嘛洞墓地甲胄保护修复实验室搭建完成 利用x射线对甲胄进行清理

记者从省文物考古研究院了解到,该院考古工作人员日前赴本溪博物馆开展“北票喇嘛洞墓地IM5出土甲胄保护修复项目”。连日来考古工作人员对保护修复实验室进行了改造、维修,目前已搭建完成。考古工作人员将按项目的工作计划逐步开展。 2020-04-23
阅读排行榜