Rayonnement synchrotron

Présentation au sujet: "Rayonnement synchrotron"— Transcription de la présentation:

1 Rayonnement synchrotron
Quentin Milliet Caroline Mingard Murielle Philippoz Sébastien Rochat Martin Wettstein EPFL / UNIL 2004

2 Sommaire Présentation du PSI
Source de Lumière Suisse (SLS) - Installation - Fonctionnement Applications

3 Institut Paul Scherrer

4 Présentation du PSI Centre de recherche
Collaboration avec les universités Priorité : sciences de base et appliquées Installations : - SINQ (source continue de neutrons) - µSR (spectroscopie de spin de muons) - Laboratoire de physique des particules - SLS (Source de Lumière Suisse)

5 Source de Lumière Suisse
Rayonnement synchrotron : Rayonnement électromagnétique produit par des électrons circulant dans un anneau de stockage contraints à suivre une trajectoire curviligne.

6 Domaines d’application
Physique, Chimie, Biologie-Médecine, Sciences de l’ingénieur

7 Schéma d’installation
Accélérateur linéaire (LINAC) Accélérateur principal (Booster) Anneau de stockage Lignes de lumière (Beamlines)

8 Installation (tunnel)

9 Principes de base Électrons accélérés  émission Vitesse proche de c
Modèle de l’antenne relativiste:

10 Propriétés du rayonnement synchrotron
Energie élevée Brillance Cohérence

11 Concept du bâtiment Séparation mécanique du toit et des murs
Conditions thermiques stables à l’intérieur

12 LINAC (accélérateur linéaire)
Source d’électrons (« electron gun ») Deux structures accélératrices (électrons accélérés jusqu’à 100 MeV et la vitesse de la lumière)

13 Booster (Accélérateur principal)
Synchrotron accélérant les électrons du LINAC de 100MeV à 2.4GeV Situé sur un support aux murs du tunnel Accélération en 50 millisecondes Circonférence 270m 237 aimants Vide parfait dans le tube

14 Booster

15 Anneau de stockage (storage ring)
Source de lumière « troisième génération » Onduleurs Circonférence 288m 330 aimants Temps de vie: 10h (vide parfait)

16 Anneau de stockage

17 Onduleurs 12 angles => sources supplémentaires de rayonnement
12 sections droites => onduleurs 12 angles => sources supplémentaires de rayonnement

18 Onduleurs Effets sur la lumière synchrotron:
Émission de la lumière sous forme d’un cône très fin (diamètre de quelques mm après 30m) Intensité 1000x plus grande qu’avec des aimants de courbure

19 Applications Structure des matériaux Microscopie de surface
Sciences environnementales Spectroscopie de surface Cristallographie de protéines

20 Spectroscopie de surface
But : étude de la structure de la matière par effet photoélectrique Rayonnement utilisé : UV - rayons X mous Matériaux analysés : métaux, semi-conducteurs, supraconducteurs

21 Installation

22 Conditions expérimentales
Vide poussé Basse température (~ 6 K)

23 Ligne de lumière PX I Caractéristiques Energie Longueur d’onde
Résolution

24 Utilisations de la PX I Cristallographie des protéines
Angiographie X et tomographie Détermination de structures de polymères Analyse de traces Cristallographie, diffraction, fluorescence X Microscopie à rayons X, lithographie Analyse de matériaux

25 Tomographie Microtomographie d’une structure osseuse Ostéoporose

26 Nanotechnologies Capteurs Nez artificiels

27 Cristallographie de protéines
Structure cristalline du cœur du nucléosome Protéines ADN Architecture des chromosomes

28 Application industrielle
Structure tridimensionnelle de protéines impliquées dans des maladies de l’homme

29 Application industrielle
Développement de nouveaux médicaments avec un effet plus ciblé Diminution des effets secondaires Principes actifs et fonctions des protéines Course aux brevets Intérêts financiers Construction d’une seconde ligne PX II

30 Merci pour votre attention THE END