シンクロトロン放射源

53°20′35″N 02°38′26″W / 53.34306°N 2.64056°W / 53.34306; -2.64056

イギリスのチェシャー州にあるダーズベリー研究所のシンクロトロン放射源（SRS）は、X線を生成する最初の第二世代のシンクロトロン放射源でした。 ^{[1] [2] [3]}この研究施設は、多数の実験ステーションにシンクロトロン放射を供給し^[4]、年間の運用コストは約2,000万ポンドでした。^{[5] [3]}

SRSは科学技術施設評議会によって運営されていた。SRSは28年間の運営を経て2008年8月4日に閉鎖された。^{[6] [7]}

NINAシンクロトロンの閉鎖後、1975年に施設の建設が開始され、1981年までに施設を使用した最初の実験が完了しました。^{[8] [9]}

1986 年に蓄積リングがアップグレードされ、出力輝度を高めるために集束機能が追加され、新しい「格子」は HBL (高輝度格子) と名付けられました。

すべての第 2 世代の放射源と同様に、SRS は主に双極子磁石からシンクロトロン放射を生成するように設計されましたが、最初の設計では、特定のユーザーに短波長の電磁放射を提供するために高磁場挿入装置の使用が見込まれていました。

最初の蓄積リングの設計は、交互に配置された集束四極子と非集束四極子で構成され、各四極子の後に 1 つの双極子が続き (つまり、繰り返しセルごとに 2つの双極子)、 16 セルで約 1000 nm-rad の 自然ビーム放射率を実現する 2 GeV FODO 格子でした。

1986年に実施されたHBLのアップグレードでは、セル数と形状はそのままに四重極の総数が32に増加し、いわゆる「HIQ」（高同調）構成で動作エミッタンスが約100 nm-radに低減されました。また、「LOQ」（低同調）構成も提供され、最大160個の電子束の代わりに1つの強力な電子束を効率的に蓄積し、3.123 MHz（電子の回転周波数、96 mの円周に相当）で放射バーストを発生できるようになりました。^[10]

SRS の設計は、エネルギーを 12 MeV に増加させたインジェクター線形加速器の始動部に5 MeV の電子銃を備え、これがブースター リングに送られ、ブースター リングで電子が 600 MeV までブーストされ、次に蓄積リングに送られて満たされるというものでした。蓄積リングが「満杯」になると、ブースターと線形加速器の電源がオフになり、蓄積リングのエネルギーが 2 GeV まで上昇しました。^[11]この設計のため、蓄積リングがオフになってビーム電流が低すぎて実験が実行できなくなるまで、線形加速器とブースターで蓄積リングを満タンにすることはできませんでした。元の設計では、典型的な初期の循環電流は約 300 mA でしたが、HBL のアップグレード後は約 220 mA に減少しました。ビーム電流は数時間かけてゆっくりと低下し、その後「再充填」する必要がありますが、約 200 mA の電流を 30 時間以上維持することができました。^[12]

蓄積リングには 16 個の双極子磁石があり、そこからリングの接線にある 16 本のビームラインがさまざまなステーションにシンクロトロン光を供給していました。

SRS にはさまざまな機能を持つ 16 本のビームラインがありました。以下は実験ステーションとその目的の一覧です。

SRSは、X線回折、構造分子生物学、表面物理と化学、材料科学、上層大気物理学などの先駆的な研究を含む幅広い科学を支援しました。^[13]閉鎖後、SRSの経済的影響に関する詳細な調査が行われました。^[3]

ノーベル化学賞を2件受賞した科学者は、受賞研究の一部をSRSを使用して行った。 1997年にジョン・E・ウォーカー卿は、体内のエネルギー輸送の主要成分であるATP ^[14] (アデノシン三リン酸)の合成の解明に貢献したことにより、もう1つはベンキ・ラマクリシュナン卿で、mRNAにコード化された「指示」からタンパク質を構築する分子機械であるリボソーム^[15]の構造と機能に関する研究により受賞した。5000を超える学術論文が発表された。^[3]

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