世界最高レベルの放射光発生
SPring-8の放射光発生概念図 ｜ SPring-8の放射光施設
SPring-8の放射光発生概念図
SPring-8では、電子銃から発生した電子ビームを、線型加速器により1GeVまで加速した後、シンクロトロンに導入して8GeVまで加速します。この電子ビームを蓄積リングに導入し、8GeVのエネルギーを維持させながら、偏向電磁石や挿入光源により放射光を発生させます。発生した放射光は、ビームラインを通して、蓄積リング棟内外に設けられたハッチ（光学ハッチと実験ハッチ）に導かれ、いろいろな実験に利用されます。
SPring-8の放射光施設
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線型加速器 |
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シンクロトロン |
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蓄積リング |
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光源とビームライン
● 挿入光源（4.5 m)ビームライン
● 長直線部挿入光源（25 m）ビームライン
● 偏向電磁石ビームライン
8 GeVに加速された電子ビームは、アンジュレータや偏向電磁石等で曲げられて放射光を発生します。発生した放射光は、基幹チャンネルを通って、実験ホールに設置された光学ハッチ、実験ハッチに導かれ利用されます。
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周期磁場を利用して電子ビームをうねらせて放射光を発生させ利用します。SPring-8で開発された挿入光源である真空封止型アンジュレータは、電子ビームが通過する真空部に磁石列を封じ込めることにで磁石の間隙を狭くでき、より波長が短く、強力な放射光を発生できます。 |
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SPring-8では、88台の偏向電磁石で一周の閉じた軌道を作り、464台の四極電磁石で電子ビームを収束させ、また、このほか292台の六極電磁石、600台近くの軌道修正用ステアリング電磁石などがあります。電子が偏向電磁石で曲げられた際に放射光を発生するので、その一部を取り出して光源として利用します。 |
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発生した放射光は、基幹チャンネルを通して光学ハッチに導かれ、用途に応じて光学機器で加工されます。光学ハッチに設置されている光学機器には、ミラーや分光器があり、広い波長領域と高い熱負荷に耐え、熱変形を小さくする工夫がされています。分光器には、波長を変えても取り出し光軸が変わらないように設計された2結晶モノクロメータなどが用いられています。 |
実験ステーション
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偏向電磁石あるいは挿入光源で発生した放射光を光学系で整形して実験ハッチまで導き、試料に照射し、散乱・回折Ｘ線、透過Ｘ線、蛍光Ｘ線、二次電子やイオン等を計測する様々な実験が行われています。 |
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放射光実験専用に特別に設計された高圧プレス装置で、30万気圧、2000 °C程度までの高温高圧条件で実験することができます。この装置を使って高温高圧状態の地球内部の研究を進めています。 |
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偏向電磁石あるいは挿入光源で発生した放射光をBL35XU高分解能Ｘ線非弾性散乱用に開発されたスペクトロメータで、高分解能を実現するため長いアーム(10 m)をもち、55度にわたって検出器の角度を動かせます。21.747 keVで1.5 meVという高分解能を実現しています。高熱負荷にも耐える液体窒素冷却のモノクロメータを備えています。 |
