美擬研發新X射線激光器

圖片來源：LBNL

　　美國政府顧問小組近日提議，美國需要建造一種能夠將電子在材料反應和化學反應中的活動軌跡成像的新型X射線激光器。

　　能源部下屬的基礎能源科學咨詢委員會(BESAC)已經駁回了提交的關于未來X射線光源的4份提案，取而代之的是一個更具雄心的計劃。BESAC表示，如果各方面力量能夠齊心協力，該方案是完全可以實現的。

　　麻省理工學院加速器物理學家、曾在BESAC研究該課題的William Barletta認為：委員會所期望的機器將會是一種“自由電子激光器”，可以利用磁力來扭動電子光束，從而發射出連續的X射線。至于這種新型激光器的規格，委員會建議它應能提供快速的X射線脈沖重復率以及較廣的X射線光子能量范圍。

　　這一想法與美國勞倫斯伯克利國家實驗室的一項提案不謀而合。勞倫斯伯克利國家實驗室提議，“下一代光源”(NGLS)這種自由電子激光器使用一種受超導磁體加速的電子光束。該提案已通過能源部審核，但還須經過國會的詳細審查。

　　但是NGLS所能提供的能量范圍還未達到顧問小組的期望，而與斯坦福線性加速器中心的相應提案范圍相吻合。該中心提議對線性相干光源(LCLS)系統進行升級——這是一種已投入運行的自由電子激光器。

　　Barletta說，顧問小組認為,無論是NGLS項目還是待升級的LCLS項目都各有優點和缺點，兩個實驗室需要通力協作，尋求共識，取人之長，補己之短。

　　該顧問小組也聽取了支持“終極儲存環”的聲音。終極儲存環已經在一些美國的國家實驗室中使用，其功能與X射線同步加速器相似，能夠發射連續的X射線，并且可以循環利用光束，以達到節能效果。

　　Barletta認為研究終極儲存環提案最關鍵的一點是：能源部應當仔細評估并認真審查升級已有同步加速器的方案，以確認將經費花在建造新型終極儲存環上是否更值得。另外，瑞典、巴西、日本等國家正在建造比美國更先進的同步加速器。