美国劳伦斯·伯克利国家实验室开发新型X射线电子激光枪

【据asdnews平台网站2019年5月30日报导】美国能源部劳伦斯·伯克利国家试验室开发设计出放疗设备相关灯源(LCLS)X射线电子激光枪，能为美国加州的门洛帕克市SLAC国家网络加速器试验室研发的下一代放疗设备相关灯源X射线激光发生器发送电子束。

新式电子激光枪坐落于LCLS前端开发，其几近持续的电子流可造成高于过去单脉冲速度800倍的源能X射线。研发工作中经历15月，过去设计方案、检测的基本上，研发部门还要斯坦福大学放疗设备管理中心(SLAC)国家网络加速器试验室检测了电子激光枪的零部件。劳伦斯·伯克利国家试验室曾在2018年1月22日将新式电子激光枪转交给SLAC国家网络加速器试验室。在电子激光枪与X射线激光发生器的拼装全过程中，伯克利试验室采用了严苛的清洁程序流程以确保电子激光枪的特性。

X射线激光发生器能利用电子单脉冲束转化成x射线。电子单脉冲束经大中型线形粒子加速器后得到极大动能，再历经震荡器时候以极端化光亮的闪亮方式释放出来动能。而震荡器的生产制造与交货由劳伦斯·伯克利国家试验室的科学研究工作人员承担。劳伦斯·伯克利国家试验室表达，现阶段完成“柔性X射线”即低能级x射线激光器震荡器的生产制造，预估年度第三季度进行“强制X射线”即高能级x射线激光器震荡器的生产制造。

转化成极速上百万级单脉冲摆脱的三个难点。SLAC国家网络加速器试验室表达，“过去放疗设备相关灯源每秒钟造成120个x射线单脉冲，而如今必须造成上百万个x射线单脉冲，这就必须一直开启频射(RF)开关电源，也必须激光发生器以更高的速度工作中”，这就造成2个难点：最先是持续的频射场在波动腔内造成很多发热量。将会会毁坏电子枪、减少电子枪的特性。为处理这一难题，新一代X射线电子激光枪装有直徑为几英寸的水冷散热系统软件，促使发热量能够遍布在更大的面积上；次之是沒有可以出示紫外线单脉冲并合乎新一代放疗设备相关灯源规定的商业激光器系统软件。SLAC国家网络加速器试验室的科学研究工作人员表达，“取代它的的是，人们利用带有离散系统结晶的衍射光栅造成红外线激光器，随后将红外线激光器转化成紫外线”，“人们还要提升这一系统软件以取得最好的系统软件特性”。此外，新电子源也产生新难点。新一代放疗设备相关灯源利用高效率的时光极造成第一个电子崩，时光极由固定不动在金属支架上的一个直徑为1公分、薄厚为几十纳米技术的半导体材料平板闸阀构成，制造电子的高效率比应用铜负极高于约1000倍。但铜负极可应用两年，而时光极比不上铜负极硬实，只有应用几星期。光学极不可以简易地选购，只有由SLAC国家网络加速器试验室的科学研究工作人员在试验室中生产制造便于在必须的那时候拆换，这变成一个新的难点。

接下去好多个月内，调节精英团队将提升电子束特点，对电子枪执行自动控制系统。2020年新一代LCLS纳米管线形网络加速器安裝结束时，调节精英团队就能够全方位检测电子激光枪，利用它就能发送出全世界最強的X射线。