National Synchrotron Light Source II - National Synchrotron Light Source II

NSLS-II
NSLS-II Aerial.jpg
En luftfoto av National Synchrotron Light Source II (NSLS-II) ved Brookhaven National Laboratory
Generell informasjon
Type Forsknings- og utviklingsanlegg
Bygd eller by Upton, New York
Land forente stater
Koordinater 40 ° 51′55.38 ″ N 72 ° 52′19.71 ″ V / 40.8653833 ° N 72.8721417 ° W / 40.8653833; -72.8721417
Byggingen startet 2009
Fullført 2015
Koste 912 000 000 dollar
Eieren USAs energidepartement
Tekniske detaljer
Gulvareal 400000 sq ft (37 000 m 2 )
Design og konstruksjon
Arkitektfirma HDR, Inc.
Hovedentreprenør Torcon, Inc.
Nettsted
BNL: National Synchrotron Light Source II (NSLS-II)

The National Synchrotron Light Source II (NSL-II) ved Brookhaven National Laboratory (BNL) i Upton, New York er en nasjonal bruker forskning anlegget finansieres hovedsakelig av US Department of Energy 's (DOE) Office of Science. NSLS-II er en av verdens mest avanserte synkrotronlyskilder , designet for å produsere røntgenstråler 10.000 ganger lysere enn BNLs opprinnelige lyskilde, National Synchrotron Light Source (NSLS). NSLS-II støtter grunnleggende og anvendt forskning innen energisikkerhet , avansert materialesyntese og produksjon, miljø og menneskers helse.

NSLS-II er en topp moderne elektron-lagring for middels energi (3 milliarder elektron-volt). Anlegget gjør det mulig å studere materialegenskaper og funksjoner med nanoskalaoppløsning og utsøkt følsomhet ved å tilby verdensledende evner for røntgenbilder og høyoppløselig energianalyse. Anlegget er åpent for forskere fra akademia og industri.

NSLS-II gir store fremskritt innen nye energiteknologier som nanokatalysatorbaserte brenselceller, økonomisk bruk av solenergi, superledere med høy temperatur med høy kapasitet og høyt pålitelig elektrisk nett, og avanserte elektriske lagringssystemer for transport og utnyttelse av periodisk fornybar energi kilder.

Utsiden av National Synchrotron Light Source II -anlegget, tatt 22. juli 2012 under Brookhaven National Laboratory "Summer Sundays" offentlig tur.

Brukere og partnere

Brukere

I 2017 betjente NSLS-II over 1000 forskere ("brukere") fra akademiske, industrielle og offentlige laboratorier over hele verden. Enhver kvalifisert forsker kan sende inn et fagfellevurdert forslag om å bruke NSLS-II.

Partnere

NSLS-II samarbeider med offentlige og private institusjoner for å finansiere bygging og drift av noen av sine strålelinjer. Partnerskapene inkluderer blant annet BNLs senter for funksjonelle nanomaterialer og National Institute of Standards and Technology . NSLS-II er alltid åpen for nye partnerskap.

Strålelinjer

NSLS-II har for øyeblikket 29 strålelinjer (eksperimentelle stasjoner) åpne for brukeroperasjoner. Når anlegget er ferdig, vil NSLS-II ha minst 58 strålelinjer i drift.

Strålelinjene ved NSLS-II er gruppert i fem vitenskapelige programmer: hard røntgenstråling og spektroskopi, bildebehandling og mikroskopi, strukturbiologi, myk røntgenspredning og spektroskopi og kompleks spredning. Disse programmene grupperer strålelinjer som tilbyr lignende typer forskningsteknikker for å studere oppførsel og struktur av materie.

Hard røntgenstråling og spektroskopi

  • 6-BM: Materialmåling (BMM)
  • 7-BM: Rask røntgenabsorpsjon og spredning (QAS)
  • 8-ID: Inner Shell Spectroscopy (ISS)
  • 27-ID: High Energy X-ray Diffraction (HEX) (under bygging)
  • 28-ID-1: Parfordelingsfunksjon (PDF)
  • 28-ID-2: røntgenpulverdiffraksjon (XPD)

Imaging og mikroskopi

  • 3-ID: Hard X-ray Nanoprobe (HXN)
  • 4-BM: røntgenfluorescensmikroprobe (XFM)
  • 5-ID: Submicron Resolution X-ray Spectroscopy (SRX)
  • 8-BM: Tender Energy X-ray Absorption Spectroscopy (TES)
  • 9-ID: Coherent Diffraction Imaging (CDI) (under bygging)
  • 18-ID: Full-Field X-ray Imaging (FXI)

Strukturell biologi

  • 16-ID: Life Science X-ray Scattering (LIX)
  • 17-ID-1: Svært automatisert makromolekylær krystallografi-stråle (AMX)
  • 17-ID-2: Grensemikrofokuserende makromolekylær krystallografi (FMX)
  • 17-BM: Røntgenfotavtrykk av biologiske materialer (XFP)
  • 19-ID: Biological Microdiffraction Facility (NYX)

Myk røntgenspredning og spektroskopi

  • 2-ID: myk uelastisk røntgenstråling (SIX)
  • 7-ID-1: Spektroskopi Soft og Tender 1 (SST-1)
  • 7-ID-2: Spektroskopi Soft og Tender 2 (SST-2)
  • 21-ID-1: Electron Spectro-Microscopy ARPES (ESM-ARPES)
  • 21-ID-2: Electron Spectro-Microscopy XPEEM (ESM-XPEEM)
  • 22-IR-1: Frontier Synchrotron Infrared Spectroscopy (FIS)
  • 22-IR-2: Magnetospektroskopi, Ellipsomentry og tidsoppløste optiske spektroskopier (MET)
  • 23-ID-1: Sammenhengende myk røntgenstråling (CSX)
  • 23-ID-2: In situ og Operando Soft X-Ray Spectroscopy (IOS)
  • 29-ID-1: Soft X-ray Nanoprobe (SXN) (under bygging)
  • 29-ID-2: NanoARPES og NanoRIXS (ARI) (under bygging)

Kompleks spredning

  • 4-ID: Integrerte in-situ og resonante harde røntgenstudier (ISR)
  • 10-ID: Uelastisk røntgenstråling (IXS)
  • 11-ID: Sammenhengende hard røntgenstråling (CHX)
  • 11-BM: Complex Materials Scattering (CMS)
  • 12-ID: Soft Matter Interfaces (SMI)

Lagringsringparametere

NSLS-II er en elektronisk lagringsring med middels energi (3,0 GeV) designet for å levere fotoner med høy gjennomsnittlig spektral lysstyrke som overstiger 10 21 ph/s i 2-10 keV energiområde og en fluxtetthet som overstiger 10 15 ph/s i alle spektrale områder. Denne ytelsen krever at lagringsringen støtter en meget høystrøm elektronstråle (opptil 500 mA) med en veldig liten horisontal (ned til 0,5 nm-rad) og vertikal (8 pm-rad) emittans . Elektronstrålen er stabil i sin posisjon (<10% av størrelsen), vinkel (<10% av dens divergens), dimensjoner (<10%) og intensitet (± 0,5% variasjon).

Lagringsringgitter

NSLS-II lagringsringgitter består av 30 dobbeltbøyde achromat (DBA) celler som har plass til minst 58 strålelinjer for brukerforsøk, fordelt på kildetype som følger:

  • 15 lav beta-ID-rett for undulators eller superledende wigglers
  • 12 high-beta ID-streker for enten undulators eller dempende wigglers
  • 31 BM-porter som gir bredbåndskilder som dekker IR-, VUV- og myke røntgenområder. Enhver av disse portene kan alternativt erstattes av en 3PW-port som dekker det harde røntgenområdet.
  • 4 BM-porter på store gap (90 mm) dipoler for svært langt-IR

Strålekilder

Fortsetter tradisjonen etablert av NSLS, strekker NSLS-II strålingskilder seg over et veldig bredt spektralområde, fra langt infrarødt (ned til 0,1 eV) til det svært harde røntgenområdet (> 300 keV). Dette oppnås ved en kombinasjon av bøyemagneter, tre-polet wigglers og innsettingskilde (ID).

Historie

Byggingen av NSLS-II begynte i 2009 og ble fullført i tide og under budsjett i 2014. NSLS-II så første lys i oktober 2014. Anlegget kostet 912 000 000 dollar å bygge, og prosjektet mottok DOEs sekretærpris. Torcon Inc., med hovedkontor i New Jersey, var hovedentreprenøren valgt av DOE for prosjektet.

Referanser

  1. ^ "National Synchrotron Light Source II feirer to år med brukeroperasjoner" . hpcwire.com . Hentet 6. september 2017 .
  2. ^ "Første betong helles for NSLS-II ringbygging" . bnl.gov . Hentet 28. mars 2011 .
  3. ^ "NSLS-II-kontrakten vil bety hundrevis av jobber for Long Island" . bnl.gov . Hentet 28. mars 2011 .
  4. ^ "BNL Photon Sciences | Om NSLS-II" . www.bnl.gov . Hentet 2017-11-21 .
  5. ^ "BNL | Photon Sciences | Beamline Directory" . www.bnl.gov . Hentet 2021-03-28 .
  6. ^ "BNL | NSLS-II akseleratorparametere" . www.bnl.gov . Hentet 2017-11-21 .
  7. ^ "Brookhaven National Laboratories | Construction bim | Torcon" . www.torcon.com .

Eksterne linker

Koordinater : 40 ° 51′55.38 ″ N 72 ° 52′19.71 ″ W / 40.8653833 ° N 72.8721417 ° W / 40.8653833; -72.8721417 ( NSLS-II )