एक्स-रे प्रकाश स्रोत क्या है, कैसे काम करता है?

एक्स-रे प्रकाश स्रोत क्या है?

एक्स-रे प्रकाश उच्च-ऊर्जा प्रकाश है जो विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम पर मौजूद होता है। इस स्पेक्ट्रम में सभी विद्युत चुम्बकीय तरंगों की सीमा शामिल है, सबसे कम ऊर्जा वाली सबसे लंबी तरंगों (एएम रेडियो) से लेकर मध्य (दृश्यमान प्रकाश) तक, उच्चतम ऊर्जा वाली सबसे छोटी तरंगों (गामा किरणें) तक। आर्गन में एपीएस एक्स-रे का उपयोग करता है, जो स्पेक्ट्रम के अंत में होते हैं जिनकी तरंग दैर्ध्य कम होती है। छोटी तरंग दैर्ध्य एक्स-रे को कई पदार्थों से गुजरने की अनुमति देती है, जो जेसिका और गिल्बर्टो जैसे वैज्ञानिकों को वस्तुओं में गहराई से देखने और सामग्रियों की संरचना और कार्य के बारे में नए ज्ञान की खोज करने की अनुमति देती है। एपीएस दुनिया के सबसे शक्तिशाली एक्स-रे प्रकाश स्रोतों में से एक है, और दुनिया भर के 5,500 से अधिक वैज्ञानिक हर साल नई सामग्रियों का परीक्षण करने, बेहतर बैटरी बनाने और सबसे बड़ी समस्याओं का समाधान खोजने के लिए इस विशाल अनुसंधान सुविधा का उपयोग करते हैं। 

उन सभी चीजों को करने के लिए, और इससे भी अधिक करने के लिए, एक शक्तिशाली एक्स-रे प्रकाश स्रोत की आवश्यकता होती है। एक्स-रे प्रकाश हैं, लेकिन वे दृश्यमान प्रकाश नहीं हैं जिनके बारे में आप आम तौर पर तब सोचते हैं जब आप यह शब्द सुनते हैं। आप एक्स-रे मशीनों से परिचित हो सकते हैं जिनका उपयोग दंत चिकित्सक दांतों के अंदरूनी हिस्से की तस्वीरें लेने के लिए करते हैं। उन्नत फोटॉन स्रोत (एपीएस) जैसे प्रकाश स्रोत, अमेरिकी ऊर्जा विभाग (डीओई) के विज्ञान उपयोगकर्ता सुविधा कार्यालय, जो डीओई के आर्गोन नेशनल लेबोरेटरी में स्थित है, समान एक्स-रे प्रकाश उत्पन्न करता है, लेकिन एक अरब गुना अधिक चमकीला होता है।

इतनी तेज़ रोशनी से क्या किया जा सकता है? एपीएस एक विशाल माइक्रोस्कोप की तरह काम करता है, लेकिन दृश्य प्रकाश के विपरीत, एक्स-रे प्रवेश कर रहे हैं, जिससे वैज्ञानिकों को सामग्री के अंदर गहराई से देखने में मदद मिलती है। एक्स-रे किरणों को इतनी मजबूती से केंद्रित किया जा सकता है कि वैज्ञानिक उनका उपयोग यह देखने के लिए कर सकते हैं कि उपयोग के दौरान बैटरी के अंदर क्या होता है, उदाहरण के लिए, ताकि अधिक ऊर्जा-कुशल संस्करण विकसित किए जा सकें।

एपीएस और दुनिया भर के अन्य प्रकाश स्रोत दशकों से हमारे जीवन में सुधार कर रहे हैं। वह तकनीक जो उन्हें शक्ति प्रदान करती है - कण त्वरण - 1920 के दशक से मौजूद है।

विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम सभी प्रकार के ईएम विकिरण की सीमा है- ऊर्जा जो यात्रा करती है और फैलती है। सूर्य पृथ्वी की तुलना में बहुत अधिक गर्म है, इसलिए यह उच्च ऊर्जा स्तर पर विकिरण उत्सर्जित करता है, जिसकी तरंग दैर्ध्य कम होती है। 

एपीएस के केंद्र में एक भंडारण रिंग है, जो लगभग एक मील का दो-तिहाई हिस्सा है। यह इतना बड़ा है कि इसके अंदर एक बेसबॉल स्टेडियम समा सकता है। इसका काम इलेक्ट्रॉन नामक कणों को उच्च परिशुद्धता के साथ और प्रकाश की गति के बहुत करीब एक सुसंगत गति से प्रसारित करना है। इलेक्ट्रॉन इस रिंग के चारों ओर दिन में कई अरब बार घूमते हैं, और ट्रैक के प्रत्येक मोड़ पर चमकदार रोशनी छोड़ते हैं। एपीएस उस प्रकाश को रिंग के चारों ओर स्थित प्रयोग स्टेशनों पर भेजता है, जहां विभिन्न प्रकार के विज्ञान प्रयोग किए जाते हैं।

एपीएस एक राष्ट्रीय उपयोगकर्ता सुविधा है, जिसका अर्थ है कि यह संसाधन दुनिया भर के वैज्ञानिकों को उपलब्ध कराया जाता है। वैज्ञानिकों को इसका उपयोग करने के लिए कोई शुल्क नहीं देना होगा, बशर्ते कि उनका डेटा सार्वजनिक रूप से जारी किया जाए। ग्रीनहाउस गैसों से निपटने के नए तरीकों से लेकर हमारी सड़कों और पुलों को मजबूत करने के नए तरीकों तक, दुनिया भर के 5,500 से अधिक वैज्ञानिक हर साल विभिन्न प्रकार की चीजों का अध्ययन करने के लिए एपीएस का उपयोग करते हैं।

एपीएस 1990 के दशक में पहली बार निर्मित होने के बाद से दुनिया का अग्रणी एक्स-रे प्रकाश स्रोत रहा है, और इसका भविष्य बहुत उज्ज्वल होने वाला है। एक बड़े पैमाने पर अपग्रेड के तहत मौजूदा स्टोरेज रिंग को एक ऐसे स्टोरेज रिंग से बदला जा रहा है जो आज उत्पादित होने वाले एक्स-रे की तुलना में 500 गुना अधिक तेज एक्स-रे उत्पन्न करेगा, जिससे अधिक प्रयोग और नवाचार सक्षम होंगे जो हमारे जीवन को बेहतर बनाएंगे। दुनिया भर के अन्य प्रकाश स्रोतों के साथ, एपीएस वैज्ञानिकों को हमें स्वस्थ रखने, हमें सुरक्षित रखने और हमारे आसपास की दुनिया के बारे में हमारे ज्ञान में सुधार करने में सक्षम बनाता रहेगा।

एक्स-रे प्रकाश स्रोत कैसे काम करता है?

उन्नत फोटॉन स्रोत नई खोजों की ओर रास्ता रोशन करने के लिए अल्ट्राब्राइट एक्स-रे किरणें बनाता है।

उन्नत फोटॉन स्रोत (एपीएस) जैसा एक शक्तिशाली प्रकाश स्रोत दंत चिकित्सकों द्वारा उपयोग की जाने वाली एक्स-रे मशीनों के समान है, सिवाय इसके कि यह जो प्रकाश बनाता है वह अरबों गुना अधिक चमकीला होता है।

1. एपीएस का केंद्र त्वरक नामक मशीनों की एक श्रृंखला है जो इलेक्ट्रॉन नामक छोटे कणों को स्थानांतरित करने के लिए चुंबक का उपयोग करती है। इलेक्ट्रॉनों को एक साथ गुच्छित किया जाता है और एक रैखिक त्वरक के नीचे एक सीधी रेखा में चलते हुए भेजा जाता है।

2. कण संचायक वलय गुच्छों को एक-दूसरे के निकट समूहित करता है।

3. जैसे ही वे गति और ऊर्जा बढ़ाते हैं, बूस्टर रिंग उन्हें प्रसारित करती है।

4. फिर कणों को स्टोरेज रिंग में इंजेक्ट किया जाता है। इलेक्ट्रॉन इस वलय के चारों ओर दिन में अरबों बार घूमते हैं। ट्रैक में प्रत्येक मोड़ पर, वे फोटॉन कणों के रूप में प्रकाश छोड़ते हैं ।

5. वे फोटॉन एक्स-रे प्रकाश हैं जो रिंग के चारों ओर वैज्ञानिक स्टेशनों पर भेजे जाते हैं। वैज्ञानिक उस अत्यंत चमकदार रोशनी का उपयोग सामग्री के अंदर गहराई तक देखने के लिए करते हैं।