국가 싱크로트론 광원 II

National Synchrotron Light Source II
NSLS-II
NSLS-II Aerial.jpg
브룩헤이븐 국립연구소의 국립 싱크로트론 광원 II(NSLS-II) 항공관
일반 정보
유형연구 개발 시설
읍 또는 시뉴욕주 업턴
나라미국
좌표40°51′55.38세기 72°52′19.71″W / 40.8653833°N 72.8721417°W / 40.8653833; -72.8721417
공사시작2009
완료된2015[1]
비용9억 1,200만 달러
소유자미국 에너지부
기술적 세부사항
바닥 면적400,000평방 피트(37,000m2)
설계 및 시공
건축회사HDR, Inc.
주계약자토르콘, 주식회사[3]
웹사이트
BNL: 국가 싱크로트론 광원 II(NSLS-II)

뉴욕주 업턴에 있는 브룩헤이븐 국립연구소(BNL)의 국립 싱크로트론 광원Ⅱ(NSLS-II)는 미국 에너지부(DOE) 과학국이 주로 출자한 국가 사용자 연구 시설이다. NSLS-II는 세계 최고 수준의 싱크로트론 광원 중 하나로 BNL의 원래 광원인 국가 싱크로트론 광원(NSLS)보다 1만배 밝은 X선을 만들도록 설계됐다. NSLS-II는 에너지 보안, 첨단 소재 합성 및 제조, 환경 및 인체 건강에 관한 기초 및 응용 연구를 지원한다.

NSLS-II는 최첨단 중 에너지 전자 저장 고리(30억 전자볼트)이다. 이 설비는 X선 영상화 및 고해상도 에너지 분석의 세계 선도적 기능을 제공함으로써 나노 크기의 분해능과 절묘한 감도로 소재 특성 및 기능 연구가 가능하다. 이 시설은 학계와 산업계의 연구자들에게 개방되어 있다.

NSLS-II는 나노 촉매 기반 연료 전지, 태양 에너지의 경제적인 사용, 고용량 및 고신뢰성 전기 그리드의 고온 초전도체, 간헐적 재생 에너지원을 수송 및 이용하기 위한 첨단 전기 저장 시스템과 같은 신 에너지 기술의 주요 발전을 촉진한다.[4]

2012년 7월 22일 브룩헤이븐 국립 연구소 "서머 선데이" 공개 투어 중 촬영된 국립 싱크로트론 광원 II 시설 외부.

사용자 및 파트너

사용자

2017년 NSLS-II는 전 세계 학술, 산업 및 정부 연구소의 1,000명 이상의 연구원("사용자")에게 서비스를 제공했다. 적격 연구자는 NSLS-II를 사용하기 위해 동료 검토 제안서를 제출할 수 있다.

파트너

NSLS-II는 공공 및 민간 기관과 제휴하여 일부 보선의 건설 및 운영에 자금을 지원한다. 그것의 파트너십에는 BNL의 기능성 나노소재 센터와 국가표준기술연구소가 포함되어 있다. NSLS-II는 항상 새로운 파트너십을 위해 열려있다.

보선

NSLS-II는 현재 사용자 운영을 위해 29개의 빔라인(실험 스테이션)을 개방하고 있다.[5] 설비가 완료되면 NSLS-II는 최소한 58개의 빔라인을 가동할 것이다.

NSLS-II의 빔 라인은 경질 X선 산란 & 분광학, 영상 & 현미경, 구조 생물학, 연질 X선 산란 & 분광학, 복잡한 산란 등 5가지 과학 프로그램으로 분류된다. 이 프로그램들은 물질의 행동과 구조를 연구하기 위해 유사한 유형의 연구 기법을 제공하는 그룹들을 함께 묶는다.

경질 X선 산란 및 분광법

  • 6-BM: 재료 측정(BMM)
  • 7-BM: 빠른 X선 흡수 및 산란(QAS)
  • 8-ID: 내부 쉘 분광기(ISS)
  • 27-ID: 고에너지 X선 회절(HEX) (건설 중)
  • 28-ID-1: 쌍 분배 함수(PDF)
  • 28-ID-2: X선 분말 회절(XPD)

이미징 및 현미경 검사

  • 3-ID: 하드 X선 나노프로브(HXN)
  • 4-BM: X선 형광 마이크로프로브(XFM)
  • 5-ID: 서브마이크론 해상도 X선 스펙트럼 분석(SRX)
  • 8-BM: 연성 에너지 X선 흡수 분광법(TES)
  • 9-ID: CDI(Consistent Diffraction Imaging) (시공 중)
  • 18-ID: FXI(Full-Field X-Ray Imaging)

구조생물학

  • 16-ID: 생명과학 X선 산란(LIX)
  • 17-ID-1: 고도로 자동화된 고분자 결정체 보선(AMX)
  • 17-ID-2: 프론티어 마이크로포커스 고분자 결정학(FMX)
  • 17-BM: 생물학적 물질의 X선 설치 공간(XFP)
  • 19-ID: 생물학적 미세분해설비(NYX)

부드러운 X선 산란 & 분광법

  • 2-ID: 연성 비탄성 X선 산란(SIX)
  • 7-ID-1: 분광기 소프트 및 텐더 1(SST-1)
  • 7-ID-2: 분광학 소프트 및 텐더 2(SST-2)
  • 21-ID-1: Electronic Spectro-Microscopy ARPES(ESM-ARPES)
  • 21-ID-2: Electronic Spectro-Microscopy XPEEM(ESM-XPEEM)
  • 22-IR-1: 프론티어 싱크로트론 적외선 분광법(FIS)
  • 22-IR-2: 자기 스펙트럼 분석, 생략부재 및 시간 분해 광학 스펙트럼 분석(MET)
  • 23-ID-1: 일관성 있는 소프트 X선 산란(CSX)
  • 23-ID-2: 현장 및 Operando Soft X-Ray Spectroscopy(IOS)
  • 29-ID-1: SXN(Soft X-ray Nanoprobe) (시공 중)
  • 29-ID-2: NanoARPES 및 NanoRIXS (ARI) (건설 중)

복합 산란

  • 4-ID: 통합 현장 조사 및 공명형 하드 X선 연구(ISR)
  • 10-ID: 비탄성 X선 산란(IXS)
  • 11-ID: 일관성이 있는 하드 X선 산란(CHX)
  • 11-BM: 복합 재료 산란(CMS)
  • 12-ID: Soft Mater 인터페이스(SMI)

저장 링 파라미터

NSLS-II는 2~10 keV 에너지 범위에서 1021 ph/s를 초과하는 평균 스펙트럼 밝기와 모든 스펙트럼 범위에서 1015 ph/s를 초과하는 플럭스 밀도를 가진 광자를 전달하도록 설계된 중에너지(3.0 GeV) 전자 저장 링이다. 이 성능을 위해서는 저장 링이 매우 작은 수평(최대 0.5nm-rad)과 수직(pm-rad) 유격을 가진 매우 고전류 전자 빔(최대 500mA)을 지지해야 한다. 전자빔은 그 위치(<크기의 10%, 각도의 10%)와 치수(<10%), 강도(±0.5% 변동)에서 안정적이다.

저장 링 격자

NSLS-II 저장 링 격자는 사용자 실험을 위해 적어도 58개의 빔라인을 수용할 수 있는 30개의 이중벤드 아크로마트(DBA) 셀로 구성되며, 다음과 같이 선원의 유형별로 분포한다.

  • 불연속기 또는 초전도성 위글러에 대한 15개의 낮은 베타 ID
  • 언더레이터 또는 댐핑 위글러용 하이베타 ID 직선 12개
  • IR, VUV 및 소프트 X선 범위를 포함하는 광대역 소스를 제공하는 31개의 BM 포트. 이러한 포트 중 어떤 포트도 하드 X선 범위를 포함하는 3PW 포트로 교체할 수 있다.
  • 매우 먼 IR을 위한 큰 간격(90mm) 쌍극의 BM 포트 4개

방사선원

NSLS에 의해 확립된 전통을 이어가는 NSLS-II 방사선원은 원적외선(아래 0.1 eV)에서 매우 단단한 X선 영역(>300 keV)까지 매우 넓은 스펙트럼 범위에 걸쳐 있다. 이는 벤딩 자석, 3극 위글러, 삽입 장치(ID) 선원의 조합에 의해 달성된다.[6]

역사

NSLS-II는 2009년에 착공하여 2014년에 정시 및 예산 미달로 완공되었다. NSLS-II는 2014년 10월에 첫 빛을 보았다. 이 시설은 짓는 데 9억 1,200만 달러가 들었고, 이 프로젝트는 DOE의 장관상을 받았다. 뉴저지에 본사를 둔 토콘사는 DOE가 이 프로젝트를 위해 선정한 일반 계약업체였다.[7]

참조

  1. ^ "National Synchrotron Light Source II Celebrates Two Years of User Operations". hpcwire.com. Retrieved 6 September 2017.
  2. ^ "First Concrete Poured for NSLS-II Ring Building". bnl.gov. Retrieved 28 March 2011.
  3. ^ "NSLS-II Contract Will Mean Hundreds of Jobs for Long Island". bnl.gov. Retrieved 28 March 2011.
  4. ^ "BNL Photon Sciences About NSLS-II". www.bnl.gov. Retrieved 2017-11-21.
  5. ^ "BNL Photon Sciences Beamline Directory". www.bnl.gov. Retrieved 2021-03-28.
  6. ^ "BNL NSLS-II Accelerator Parameters". www.bnl.gov. Retrieved 2017-11-21.
  7. ^ "Brookhaven National Laboratories Construction bim Torcon". www.torcon.com.

외부 링크

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