Das US-Energieministerium (DOE) hat genehmigt ein 590-Millionen-Dollar-Upgrade auf die Erweiterte Lichtquelle (ALS), die die „Helligkeit“ der Anlage um den Faktor 100 erhöhen wird. Nach Fertigstellung im Jahr 2026 wird das ALS-U, das sich am Lawrence Berkeley National Laboratory, umfasst den Bau von zwei neuen Beamlines sowie eines neuen Speicherrings, der die Breite der Röntgenstrahlen von derzeit 100 Mikrometern auf nur wenige Mikrometer reduzieren wird.
Synchrotrons arbeiten, indem sie Elektronen auf hohe Energien beschleunigen und sie dann in einen kreisförmigen Speicherring injizieren, wo sie starke Röntgenstrahlen aussenden. Die Röntgenstrahlen wirken wie ein Mikroskop und können verwendet werden, um die Struktur und Eigenschaften von Materialien zu untersuchen.
Ein Upgrade des ALS wurde dem DOE erstmals im Jahr 2016 vorgeschlagen. Drei Jahre später erhielt ein Element dieses Upgrades – ein zweiter Ring, der als Akkumulator bekannt ist und Elektronen für den neuen Speicherring des Upgrades vorbereitet – eine spezielle Vorabgenehmigung vom DOE .
Nachdem das gesamte Projekt grünes Licht erhalten hat, wird die ALS voraussichtlich im Oktober 2025 den Betrieb einstellen, um Platz für die Installation und Inbetriebnahme des neuen Rings zu machen.
Nach seiner Fertigstellung im September 2026 wird ALS-U zu einer der weltweit intensivsten Quellen für kohärente weiche Röntgenstrahlung werden. ALS-Interimsdirektor Andreas Scholl sagte Physik-Welt dass der Fokus der Einrichtung Untersuchungen von Reaktionen und Prozessen in sehr kleinem Maßstab ermöglichen wird.
„Unsere größte Stärke ist die nanoskalige Bildgebung mittels Ptychographie, die auf hellen Röntgenstrahlen beruht“, sagt Scholl. „Wir sehen uns als weltweit führend und denken, dass wir mit europäischen und asiatischen Lichtquellen sehr wettbewerbsfähig sein werden.“
Hohe Leistung
ALS ist eine von rund 70 Synchrotronstrahlungsquellen weltweit und soll mindestens 25 Jahre betrieben werden. Zu den potenziellen Anwendungsbereichen gehören die Verbesserung von Batterien und sauberen Energietechnologien, die Schaffung neuer Materialien für Sensoren sowie die Untersuchung biologischer Materie zur Entwicklung verbesserter Medikamente.
„Wir werden auch die Röntgenspektroskopie nutzen, um die Dynamik zu untersuchen“, fügt Scholl hinzu. „Wir haben Interesse daran, Quantenmaterialien für die Datenverarbeitung zu untersuchen, [wobei] viel, viel kleinere Systeme abgefragt werden. Das Upgrade wird es uns ermöglichen, der wissenschaftlichen Gemeinschaft Zugriff auf die höchste Leistung für ihre Experimente zu geben.“
Europäisches Synchrotron wird nach 150-Millionen-Euro-Upgrade wiedereröffnet
Aus Sicht von Scholl hat jedes Synchrotron ein bis zwei Bereiche, in die es seine Hauptanstrengung investieren kann. Aber neben einem unvermeidlichen Maß an Wettbewerb gibt es auch Komplementarität. Beispielsweise arbeiten US-Einrichtungen bei der Entwicklung von Technologien zusammen, die eine breite Anwendung auf neue Lichtquellen finden.
„Wir konkurrieren in der Wissenschaft, aber wir arbeiten intensiv in der Technologie zusammen“, sagt Scholl. „Wir arbeiten mit anderen US-Lichtquellen zusammen, um Optiken für neue Lichtquellen und Datenwerkzeuge zu entwickeln.“
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- Quelle: https://physicsworld.com/a/us-advanced-light-source-set-for-590m-upgrade/
