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Synchrotronstrahlung


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Als Synchrotron -Strahlung bezeichnet man die elektromagnetischen Wellen die in Vorwärtsrichtung austreten wenn leichte relativistische Teilchen ( Elektronen oder Positronen ) durch ein Magnetfeld tangential zu ihrer Bewegungsrichtung abgelenkt werden.
Es existiert eine Reihe von Laboratorien für die Erzeugung von Synchrotronstrahlung auf Welt und in Deutschland z.B. das BESSY in Berlin das HASYlab in Hamburg das ANKA in Karlsruhe und andere .

Synchrotronstrahlung hat eine Reihe interessanter Eigenschaften die Anwendung in Wissenschaft und Technik :

  • sehr breites kontinuierliches Spektrum vom infraroten über den sichtbaren Spektralbereich ins ultraviolett bis tief in den Bereich der Röntgenstrahlung
  • hohe Strahlungsintensität im Vergleich zu anderen Strahlungsquellen außer Lasern
  • die Strahlung tritt gebündelt aus
  • abhängig von der Qualität des Elektronenstrahls sehr hohe Brillianz das ist die Anzahl Photonen pro Fläche Raumwinkel Energieband und Zeit.
  • die Strahlung ist polarisiert in der Ebene des Synchrotrons linear darunter und darüber mehr oder stark elliptisch
  • sie ist gepulst die Pulsfrequenz und Dauer ist einstellbar
  • exakte Berechenbarkeit des abgegebenen Spektrums daher als Strahlungsnormal zur Eichung von Strahlungsquellen oder -detektoren

Man unterscheidet Quellen der ersten zweiten und dritten Generation.

  • Bei der ersten Generation wurden Teilchenbeschleuniger der Teilchenphysik ( Synchrotrons ) "parasitär" verwendet.
  • In der zweiten Generation werden Synchrotronstrahlungsquellen allein Erzeugung der Strahlung gebaut dabei speichert man beschleunigten Teilchen für mehrere Stunden in Speicherringen und erreicht damit konstante Arbeitsbedingungen.
  • Die dritte Generation verwendet neben den klassischen spezielle Magnetstrukturen (Undulatoren Wiggler und Wellenlängenschieber) zur Erzeugung brillianterer Strahlung.

Laufende Planungen sehen den Bau von Elektronen-Lasern (FEL) als nächster Stufe der Entwicklung siehe die Anlage FELICITA am DELTA an Universität Dortmund .

In der Astronomie tritt Synchrotronstrahlung immer auf wenn sich ein heißes Plasma in einem Magnetfeld befindet. Beispiele für kosmische Synchrotronquellen sind Pulsare Radiogalaxien und Quasare .

Die Synchrotronstrahlung kann genutzt werden für



Bücher zum Thema Synchrotronstrahlung

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