Mini-Synchrotron

31. Januar 2018, 10:48 Uhr
Das Mini-Synchrotron Smart*Light ist so klein, dass es auf einen Labortisch passt (Bild: TU Delft / TU Eindhoven).
Das Mini-Synchrotron Smart*Light ist so klein, dass es auf einen Labortisch passt (Bild: TU Delft / TU Eindhoven).
Eine versteckte Farbschicht in einem Meisterwerk von Rembrandt entdecken, unsichtbare Metallermüdung in Schiffen ans Licht bringen oder Atherosklerose vorhersagen: Dies sind nur einige mögliche Anwendungen von Smart*Light, einem Synchrotron für den Labortisch. Forscher der Technischen Universität Eindhoven und der TU Delft haben mit anderen Universitäten und Einrichtungen eine solche Röntgenquelle entwickelt und aufgebaut. Bisher konnten solch intensive Röntgenstrahlen nur durch große und teure Einrichtungen erzeugt werden, von denen es nicht allzu viele gibt.

Synchrotron

Wer als Forscher mit Röntgenstrahlen arbeiten möchte, hatte bisher nur zwei Möglichkeiten: Entweder verwendete man eine kompakte Röntgenröhre, die unkontrolliert Röntgenstrahlung in alle Richtungen emittiert oder man suchte eines von weltweit etwa 70 Synchrotrone auf – große Einrichtungen, die gegen enorme Kosten sehr genau in Richtung und Energieinhalt eingestellte Röntgenstrahlen produzieren können. Die stärkste Quelle in Europa ist die ESRF in Grenoble.

Miniformat

Mit Smart*Light möchte das Konsortium diese Lücke ausfüllen und ein „Synchrotron im Kleinen“ bauen, eine kompakte und abstimmbare Röntgenquelle von weniger als vier Metern Länge, die in jedem Labor beliebig eingesetzt werden kann. Es wird erwartet, dass die in vielen verschiedenen Bereichen eine Nachfrage nach einem solchen Gerät besteht, sei es in der medizinischen Diagnostik, der High-Tech-Industrie, im Flugzeug-, Auto- und Schiffbau, aber auch für die Untersuchung von Kunstgegenständen. Mit Smart*Light ist es möglich, die chemische Zusammensetzung von Kunstwerken Schicht für Schicht zu analysieren. Dies ist nicht nur für die Konservierung wichtig, sondern beispielsweise auch für Echtheitsbeweise.

Kollisionen

Diese revolutionäre Röntgenquelle basiert auf einem physikalischen Konzept, bei dem Röntgenstrahlen durch Kollisionen zwischen Laserlicht und beschleunigten Elektronen erzeugt werden. Die dahinter stehende Theorie namens Inverse Compton Scattering ist seit Jahrzehnten bekannt, aber erst in jüngster Zeit wurde die erforderliche Technik weit genug entwickelt.

Quelle: TU Delft
 
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