تابش سینکروترون

تابش سنکروترون

منابع تابش سینکروترون برخی از درخشان ترین منابع نوری روی زمین هستند و برخی از قدرتمندترین ابزارهایی هستند که در دسترس بلورشناسان اشعه ایکس قرار دارند. پرتوهای اشعه ایکس در ماشینهای بزرگی به نام سنکروترون ایجاد می شوند که ذرات باردار الکتریکی ، اغلب الکترونها را تقریباً به سرعت نور تسریع کرده و آنها را در یک حلقه (تقریباً) دایره ای با استفاده از میدانهای مغناطیسی محدود می کنند.

Synchrotrons به طور کلی امکانات ملی هستند ، هر کدام دارای چندین خط اختصاصی هستند که داده ها بدون وقفه جمع آوری می شوند. Synchrotrons در ابتدا برای استفاده فیزیکدانان با انرژی بالا و مطالعه ذرات زیر اتمی و پدیده های کیهانی طراحی شده بود. بزرگترین جزء هر سینکروترون حلقه ذخیره الکترون آن است. این حلقه در واقع یک دایره کامل نیست ، بلکه چند ضلعی چند وجهی است. در هر گوشه از چند ضلعی یا بخش ، آهنرباهای دقیق تراز شده جریان الکترون را خم می کنند. با خم شدن مسیر الکترونها ، آنها انفجارهای انرژی را به شکل اشعه ایکس ساطع می کنند.

استفاده از اشعه سنکروترون اغلب برای کریستالوگرافی اشعه ایکس نیازهای خاصی دارد. تشعشع شدید یونیزه کننده می تواند باعث آسیب اشعه به نمونه ها ، به ویژه بلورهای ماکرومولکولی شود. کریستالوگرافی کریو با انجماد کریستال در دمای نیتروژن مایع (~ 100 کیلوگرم) از نمونه در برابر آسیب اشعه محافظت می کند. با این حال ، تشعشع سینکروترون اغلب دارای طول موج های قابل انتخاب توسط کاربر است ، و اجازه می دهد تا آزمایش های پراکندگی غیر عادی انجام شود که سیگنال غیر عادی را به حداکثر می رساند. این امر در آزمایش هایی مانند پراکندگی غیرطبیعی طول موج (SAD) و پراکندگی ناهنجار چند طول موج (MAD) بسیار مهم است.

لیزر الکترون آزاد

لیزرهای الکترون آزاد برای استفاده در کریستالوگرافی اشعه ایکس توسعه یافته اند.  اینها درخشان ترین منابع اشعه ایکس در حال حاضر هستند. با تابش اشعه ایکس در فموس دوم ثانیه. شدت منبع به حدی است که الگوهای پراش تفکیک اتمی را می توان برای بلورها و در غیر این صورت برای جمع آوری بسیار کوچک حل کرد. با این حال ، منبع نور شدید نیز نمونه را از بین می برد ، که نیاز به شلیک چند کریستال دارد. از آنجا که هر کریستال به طور تصادفی در پرتو قرار دارد ، صدها هزار تصویر پراش جداگانه باید جمع آوری شود تا یک مجموعه داده کامل به دست آید. این روش ، کریستالوگرافی فمتوثانیه ، برای حل ساختار تعدادی از ساختارهای کریستال پروتئینی استفاده شده است ، گاهی اوقات تفاوت هایی را با ساختارهای معادل جمع آوری شده از منابع سنکروترون نشان می دهد.