Kanadensisk synkrotronstrålningsanläggning
| Etablerade | 1982 |
|---|---|
| Forskningstyp | Synkrotron ljuskälla |
| Direktör |
Mike Bancroft T.K. Sham |
| Personal | 3 |
| Plats | Madison, Wisconsin |
Driftsbyrå |
Nationella forskningsrådet . |
The Canadian Synchrotron Radiation Facility ( CSRF ) ( franska : Institut canadien du rayonnement synchrotron – ICRS ) var Kanadas nationella synkrotronanläggning från 1983 till 2005. Bestod så småningom av tre strållinjer vid Synchrotron Radiation Center vid University of Wisconsin–Madison, USA. tjänade det kanadensiska synkrotronsamhället tills öppnandet av den kanadensiska ljuskällan i Saskatoon , Saskatchewan , och slutligen upphörde med sin verksamhet 2008.
Börjande
1972 deltog Mike Bancroft , en kemiprofessor vid University of Western Ontario ( UWO) i en workshop organiserad av Bill McGowan om användningen av synkrotronstrålning . Vid den tiden fanns det inga synkrotronanvändare i Kanada , men som ett resultat av kontakten med dåvarande regissören Ed Rowe vid mötet började han arbeta på Synchrotron Radiation Center (SRC) i Madison, Wisconsin , 1975.
Efter flera misslyckade försök att etablera en synkrotronanläggning i Kanada lämnade Bancroft ett förslag till National Research Council (NRC) att bygga en kanadensisk strållinje på den befintliga Tantalus-synkrotronen vid SRC. Rowe hade erbjudit Bancroft 100 % användning av strållinjen utan kostnad i all evighet – Bancroft kom ihåg att Rowe "hade en svag punkt för kanadensare, han hade några släktingar från Kanada, så han var oerhört hjälpsam". 1978 tilldelade det nyskapade NSERC kapitalfinansiering. Detta var inte tillräckligt, och ytterligare finansiering erhölls från UWO Academic Development Fund och NSERC följande år för att färdigställa två slutstationer. Bancoft skulle senare säga "Vi hoppades att få fler strållinjer så vi kallade det Canadian Synchrotron Radiation Facility (CSRF)". Bancroft utsågs till vetenskaplig direktör, med Norman Sherman från NRC, som skulle äga och förvalta anläggningen, som chef. Driftpengar tillhandahölls initialt av UWO, och Kim Tan anställdes som CSRFs verksamhetschef, för att vara baserad i Madison.
1978–1988: Gräshoppa beamline
En monokromator av Grasshopper -typ – så kallad eftersom dess mekaniska drivarm liknade en gräshoppas bakben – beställdes från Baker Engineering. Denna typ av monokromator hade utformats specifikt för användning med synkrotronstrålning och hade visat sig vara enkel att använda, robust och pålitlig vid den befintliga SRC-ringen, Tantalus, och vid Stanford Synchrotron Radiation Laboratory . Strållinjen installerades inom ett år, och i slutet av 1981 visade de första resultaten att prestandan var toppmodern över fotonenergiområdet 50–500 eV .
Noterbart tidigt arbete inkluderade röntgenmikroskopi på biologiska prover och gasfasspektroskopi med en mycket inflytelserik serie artiklar om ädelgaser . I mitten av 1980-talet ökade antalet publikationer stadigt, liksom driftsfinansiering genom NRC och NSERC.
SRC byggde en ny synkrotron, Aladdin, och återigen erbjöd Rowe CSRF 100 % användning av sin strållinje utan förändring i evighet på den nya maskinen. Aladdin blev allvarligt försenad, till den punkt där dess finansiering skars ner och framtiden verkade mycket osäker. När den nya maskinens prestanda förbättrades, togs beslutet att överföra strållinjen till Aladdin i januari 1986, några månader innan Aladdins finansiering återställdes. Bancroft kommenterade senare: "Vi var, tror jag, den första strållinjen att överföra över, kanske tog vi en liten risk eftersom Aladdins prestation inte var helt bekräftad".
På Aladdin, med den högre röntgenintensiteten , öppnades nya vetenskapsområden och antalet användare ökade mest fokuserat på röntgenabsorption och fotoemissionsspektroskopi av gaser och fasta ämnen. En fotoemissionsspektrometer donerades av Ron Cavell från University of Alberta och modifierades för högupplöst gasfasarbete.
1988–1998: DCM strållinje
Röntgenintensiteten från Aladdin var mycket högre än på Tantalus, speciellt i fotonenergiområdet upp till 4000eV. Dessa högre energier var potentiellt tillgängliga med användning av monokromatorer med högre energi än Grasshopper. 1987, med Bancroft nu ordförande för kemiavdelningen vid UWO, planerade han för en ny strållinje för att täcka energiområdet 1500-400eV. En framgångsrik ansökan gjordes till det nyligen bildade Ontario Center for Materials Research, och TK Sham anställdes från Brookhaven National Laboratory för att designa strållinjen. En dubbelkristallmonokromator ( DCM) valdes, för att byggas av Madison Physical Sciences Laboratory, med användning av en cylindrisk spegel med en ny böjningsmekanism för att fokusera röntgenstrålen efter monokromatorn. BX Yang, också från Brookhaven, anställdes 1988 för att konstruera strållinjen. Strållinjen byggdes på mindre än 18 månader och invigdes officiellt 1990. CSRF DCM-strållinjen ansågs vara särskilt anmärkningsvärd av SRC eftersom den var den enda strållinjen vid anläggningen som nådde energier högre än 1500 eV. Med två strållinjer ökade användningen av det kanadensiska samhället, med mer än 40 forskare från 10 kanadensiska institutioner som använde anläggningen från 1990 till 1992. Finansieringen var nu stabil och tillräcklig, utan några avgifter för användarna.
1998–2008: SGM beamline
Energiintervallet från 300 till 1500 eV var fortfarande otillgängligt på CSRF, så 1992 ansökte Bancroft till NSERC om en tredje strållinje. Finansiering erhölls 1994 och Brian Yates, som hade varit Bancrofts första synkrotrondoktorand, anställdes för att konstruera strållinjen. Designen som valdes var en så kallad Dragon-typ sfäriskt gittermonokromator , med ett enda gitter som täcker intervallet 240–700 eV, designad och tillverkad av MacPherson Inc. Strållinjen var något försenad, men var i drift för användarna 1998. Adam Hitchcock från McMaster University donerade en fotoemissionsspektrometer för slumpmätningar.
Under de senaste 10 åren av dess existens leddes CSRF av Walter Davidson från NRC, med TK Sham (UWO) som vetenskaplig chef. 2004 avvecklades SGM-strållinjen och togs till Kanada för användning på den nya kanadensiska anläggningen, medan de återstående två strållinjerna, 30 och 15 år gamla, fortfarande fungerade bra under 2007.
Den kanadensiska ljuskällan och slutet av CSRF
Efter en långvarig kampanj av den kanadensiska sycnhrotron-användargemenskapen togs beslutet 1999 att bygga en kanadensisk synkrotron i Saskatoon , Saskatchewan : den kanadensiska ljuskällan (CLS). Ett förslag gjordes av CSRF-användargemenskapen att ta alla tre CSRF-strållinjerna till CLS och installera dem på den nyare synkrotronen. CLS:s rådgivande kommitté för anläggningar rekommenderade dock att endast SGM-strållinjen skulle återanvändas, med nyare ersättningar konstruerade för de andra två strållinjerna. I händelse av att endast monokromatorn och utgångsslitsmekanismen för SGM-strållinjen togs till Kanada och återanvändes, med vissa modifieringar, i strållinjen med samma namn vid CLS. Grasshopper-monokromatorn togs också till CLS, där den nu är ett museiföremål, medan DCM-strållinjen lämnades vid SRC där den fortsätter att användas. På CLS byggdes VLS-PGM respektive SXRMB strållinjerna för att ersätta dessa två strållinjer.
CSRF upphörde formellt med sin verksamhet den 31 mars 2008. Flera ex-CSRF-personal, inklusive Kim Tan, flyttade till CLS och Saskatoon-laboratoriet anställde många tidigare CSRF-användare. Emil Hallin, då från Saskatchewan Accelerator Laboratory som designade CLS, nu dess direktör för strategisk vetenskaplig utveckling, fick sin första erfarenhet av synkrotronstrålar vid CSRF.