Synkrotroni

Synkrotroni on hiukkaskiihdytin, jolla saadaan varatut hiukkaset, esimerkiksi elektronit, kiertämään synkronoidusti magneetti- ja sähkökenttien avulla ympyrärataa. Synkrotroni koostuu suorista osista. Hiukkasten rata ei siis todellisuudessa ole ympyrä, vaan hiukkaset muuttavat suuntaa vain niin kutsutuissa taivutusmagneeteissa. Synkrotroneja käytetään muun muassa hiukkasfysiikassa hiukkasten varastorenkaina ja materiaalitieteissä synkrotronisäteilylähteinä.

Ranskalaisen Soleil-synkrotronin kaavakuva. Kuvassa on esitetty myös synkrotronin ympärille rakennetut sädelinjat. Ne hyödyntävät synkrotronista tulevaa synkrotronisäteilyä, jota synkrotronissa kiertävät varatut hiukkaset lähettävät taivutusmagneetin (kuvassa punaiset osat) magneettikentässä. Tyypillisesti kuvan kaltaisen synkrotronin halkaisija on satoja metrejä.

Synkrotronisäteilyllä on monia erityisominaisuuksia, jotka tekevät siitä erinomaisen työkalun monenlaiseen tutkimukseen ja tuotantoon. Näitä ominaisuuksia ovat:

• erittäin suuri kirkkaus
• säteily tapahtuu ajassa pulssitettuna
• luonnollinen kollimaatio
• polarisaatio
• koherenssi
• säädettävä aallonpituus

Synkrotronisäteilyä hyödynnetään tutkimuksessa monilla eri aloilla, kuten biotieteissä, fysiikassa, materiaalitieteissä, kemiassa, geotieteissä, ympäristöntutkimuksessa, farmasiassa, teollisissa sovelluksissa, lääketieteellisessä tutkimuksessa ja hoidoissa.

Tutkimusmenetelmiin kuuluvat muun muassa kuvantaminen, spektroskopia sekä sironta ja diffraktio.