건설 시작을 위해 고급 광원 업그레이드 승인

에너지부 산하 로렌스 버클리 국립 연구소(Berkeley Lab)의 과학 사용자 시설인 ALS(Advanced Light Source)가 X선 빔의 밝기를 최소 1배 이상 높이는 업그레이드 공사를 시작하라는 연방 승인을 받았습니다. 백배.

버클리 연구소 소장인 Michael Witherell은 "ALS 업그레이드는 우리에게 훨씬 더 강력한 과학적 도구를 제공할 놀라운 엔지니어링 작업입니다."라고 말했습니다. "연구원들이 세상을 개선하고 오늘날 사회가 직면한 가장 큰 과제를 해결하기 위해 이를 사용하는 다양한 방법을 보고 싶습니다."

과학자들은 업그레이드된 ALS를 생물학 전반의 연구에 사용할 것입니다. 화학; 물리학; 재료, 에너지 및 환경 과학. 더 밝고 레이저와 유사한 빛은 전문가들이 반응과 과정이 진행됨에 따라 극히 작은 규모에서 무슨 일이 일어나고 있는지 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 이러한 통찰력은 배터리 및 청정 에너지 기술 개선, 센서 및 컴퓨팅을 위한 새로운 재료 생성, 더 나은 의약품 개발을 위한 생물학적 물질 조사 등 다양한 응용 분야를 가질 수 있습니다.

ALS 업그레이드 프로젝트 디렉터인 Dave Robin은 "이것이 ALS의 놀라운 점입니다. 응용 프로그램이 매우 광범위하고 그 영향이 매우 심대합니다."라고 말했습니다. "매일 나를 정말로 흥분시키는 것은 ALS 업그레이드가 완료되면 연구자들이 향후 30~40년 동안 다양한 분야에서 과학적 발전을 이룰 수 있다는 사실을 아는 것입니다."

CD-3(중요한 결정 3)으로 알려진 DOE 승인은 ALS 업그레이드를 구매, 구축 및 설치하기 위한 자금을 공식적으로 공개합니다. 여기에는 완전히 새로운 저장 링 및 어큐뮬레이터 링 구축, 4가지 기능(신규 2개 및 업그레이드 2개) 빔라인 구축, 장비를 수용하는 콘크리트 구조물을 위한 지진 및 차폐 업그레이드 설치가 포함됩니다. 5억 9천만 달러 규모의 프로젝트는 1993년 ALS가 건설된 이후 버클리 연구소의 최대 투자입니다.

Berkeley Lab의 업그레이드 프로젝트 관리자인 Robbie Leftwich-Vann은 "우리 팀은 모든 단일 자석, 진공 시스템 구성 요소, RF(무선 주파수) 캐비티, 전원 공급 장치 및 나머지 맞춤형 설계를 설계하는 데 수년을 보냈습니다."라고 말했습니다. "종이에서 벗어나 사물을 설치하고 현실로 만드는 세계로 들어가는 것은 신나는 일입니다."

ALS는 600피트 둘레의 저장 링을 통해 전자를 순환시켜 엑스레이를 생성합니다. 전자가 일련의 자석을 통해 이동하면서 빔라인을 따라 연구자가 실험을 수행하는 스테이션으로 빛을 방출합니다. 빛은 다양한 파장으로 나오지만 ALS는 재료의 전자, 자기 및 화학적 특성을 드러내는 "연" X선을 전문으로 합니다.

업그레이드된 ALS는 전자를 더 잘 조종하고 집중시킬 수 있는 고급 자석이 포함된 새로운 저장 링을 사용하여 더 밝고 더 단단한 광선을 생성합니다. 이를 통해 X선 빔을 약 100미크론(천분의 1밀리미터)에서 단 몇 미크론 너비로 압축할 수 있습니다. 즉, 연구자는 더 짧은 시간 내에 더 미세한 해상도로 샘플을 이미지화할 수 있습니다. 이는 희미한 조명에서 휴대폰 카메라를 생생한 일광에서 최고급 고속 카메라로 전환하는 것과 같습니다.

현재 Berkeley Lab의 Advanced Light Source의 빔 프로파일(왼쪽)과 업그레이드 후 사용할 수 있는 고도로 집중된 빔(오른쪽)을 비교합니다. (제공: Berkeley Lab)

버클리 연구소의 물리학자이자 ALS의 임시 부서 책임자인 Andreas Scholl은 "업그레이드를 통해 우리는 샘플이 3D로 어떻게 변화하는지 정기적으로 연구할 수 있게 될 것입니다. 이는 현재로서는 매우 어려운 일입니다."라고 말했습니다. "우리의 목표 중 하나는 에너지 저장 및 컴퓨팅과 같은 분야의 차세대 기술에 필수적인 재료를 찾고 개발하는 것입니다."

40개의 빔라인과 연간 1,600명 이상의 사용자를 통해 ALS는 다양한 연구를 지원합니다. 예를 들어, 연구자들은 미생물이 독소를 분해하는 방법을 살펴보고, 물질이 상호 작용하여 더 나은 태양 전지나 바이오 연료를 생산하는 방법을 연구하고, 마이크로 전자 공학에 응용할 수 있는 자성 재료를 테스트할 수 있습니다. 팀은 향상된 조명을 활용하고 여러 기존 빔라인을 재정렬하고 업그레이드하도록 최적화된 두 개의 새로운 빔라인을 구축할 것입니다.