❤ แสงซิงโครตรอนคืออะไร?
แสงซินโครตรอน เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นเดียวกับแสงที่มาจาก ดวงอาทิตย์ แต่แสงซินโครตรอนนั้นคือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ถูกปลดปล่อยออกมาจากอนุภาคที่ มีประจุ เช่น อิเล็กตรอน ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงเกือบเท่าความเร็วแสง และถูกบังคับให้เลี้ยงโค้งด้วยสนามแม่เหล็ก ทำให้อิเล็กตรอนสูญเสียพลังงานบางส่วน และปลดปล่อยออกมาในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่เรียกว่า “แสงซินโครตรอน”
❤ เครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอน
- 1.ปืนอิเล็กตรอน (Electron Gun)
- 2.เครื่องเร่งอนุภาคแนวตรง (Linear Accelerator : Linac)
- 3.เครื่องเร่งอนุภาคแนววงกลม (Booster Synchrotron)
- 4.วงกักเก็บอิเล็กตรอน (Storage Ring)
- 5.ระบบลำเลียงแสง (Beamlines: BL)
- 6.สถานีทดลอง (Experimental Station)
❤ ขั้นตอนการผลิตแสงซินโครตรอน
- ขั้นตอนที่หนึ่ง คือ การผลิตอิเล็กตรอน โดยการปล่อยกระแสไฟฟ้าให้กับไส้โลหะของปืนอิเล็กตรอนจนร้อน จนทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกมา จากนั้นจึงใช้ความต่างศักย์ไฟฟ้าแรงสูงขั้วบวกในการดึงอิเล็กตรอนให้วิ่งไปในทิศทางเดียวกัน
- ขั้นตอนที่สอง เป็นการเร่งความเร็วอิเล็กตรอนในแนวเส้นตรง ด้วยเครื่องเร่งอนุภาคแนวตรง หรือ linac เพื่อเร่งอิเล็กตรอนมีความเร็วสูงในระดับที่ต้องการ (40 ล้านอิเล็กตรอนโวลท์) จากนั้นป้อนอิเล็กตรอนนี้เข้าสู่เครื่องเร่งอนุภาคแนววงกลมหรือเครื่องซินโครตรอน
- ขั้นตอนที่สาม อิเล็กตรอนภายในเครื่องซินโครตรอนจะถูกบังคับให้วิ่งเป็นวงกลม และมีความเร็วเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ตามพลังงานที่ต้องการ โดยใช้สนามแม่เหล็กบังคับอิเล็กตรอนเคลื่อนไปตามแนววงกลม จนกระทั่งมีพลังงานเท่ากับ 1,200 ล้านอิเล็กตรอนโวลท์ (1.2 GeV) แล้วจึงถูกส่งต่อไปยังวงกักเก็บอิเล็กตรอนต่อไป
- ขั้นตอนที่สี่ วงกักเก็บอิเล็กตรอน จะทำหน้าที่กักเก็บอิเล็กตรอนและผลิตแสงซินโครตรอน ประกอบด้วยแม่เหล็กชนิดต่างๆ ทำหน้าที่บังคับให้อิเล็กตรอนพลังงานสูงเหล่านี้เคลื่อนที่ในทิศทางที่ต้องการภายในท่อสุญญากาศ โดยบริเวณที่เป็นแม่เหล็กบังคับเลี้ยวสองขั้ว (Bending magnet) จะเป็นบริเวณที่อิเล็กตรอนเลี้ยวโค้ง (มีความเร่ง) และปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเราเรียกว่า แสงซินโคร ตรอน เข้าสู่ระบบลำเลียงแสง
- ขั้นตอนที่ห้า ระบบลำเลียงแสง จะทำหน้าที่ลำเลียงแสงซินโครตรอนมายังสถานีทดลองโดยที่ระหว่างทางจะมีการ โฟกัสและคัดเลือกพลังงานแสง เพื่อให้บริการแก่นักวิทยาศาสตร์ในการใช้ประโยชน์กับงานวิจัยด้านต่าง ๆ ต่อไป
❤ สมบัติของแสงซินโครตรอน
- มีความสว่างกว่าแสงในเวลากลางวันกว่าล้านเท่า
- มีอำนาจการทะลุทะลวงสูง และมีขนาดของลำแสงเล็กทำให้เรามองเห็นสิ่งที่มีขนาดเล็กมากๆได้
- ครอบคลุมช่วงความยาวคลื่นต่อเนื่อง ตั้งแต่ รังสีอินฟราเรด แสงที่ตามองเห็น รังสีอัลตราไวโอเลต และรังสีเอกซ์