Faigel Gyula

Mire jó a röntgenvonalzó? - Az atomi szerkezet meghatározása röntgensugárzással

A szinkrotron forrásban is gyorsuló töltések keltik a röntgensugárzást, itt azonban nem kis üvegcsőben az anódba ütköznek az elektronok, hanem egy hatalmas gyűrűben közel a fény sebességével keringenek. Mint ahogy ismeretes, a körpályán mozgó test gyorsul. Ezért ezek az elektronok is sugároznak.

25. ábra

26. ábra

Pontos számítások azt mutatják, hogy a sugárzás a 25. ábrán jelölt módon, tehát majdnem párhuzamos nyaláb formájában történik, és igen nagy intenzitással. Így ezek a sugárforrások lehetővé teszik számos olyan probléma megoldását, amelyekhez hagyományos röntgenforrásokkal nem is érdemes hozzákezdeni. Leglátványosabbak talán az élő szervezetekkel kapcsolatos eredmények. Sok tízezer fehérje, sőt még vírusok szerkezetét is sikerült meghatározni. Annak illusztrálására, hogy milyen bonyolult egy vírus, tekintsük meg a 27. ábrát.

27. ábra

28. ábra

Több százezer atom található egy ilyen kristályosított vírus elemi cellájában. A további képen pedig a vírus károsító hatása látható (28. ábra).

Térjünk vissza a szinkrotronokhoz. Mivel ezek hatása sok tudományágra kiterjed, s igen széleskörű a biológián, fizikán, kémián, orvostudományon keresztül egészen a régészetig, nem árt még néhány jellegzetességet elmondani róluk. Egy ilyen, néha kilométeres nagyságot elérő gyűrű köré sok (akár közel száz) különböző mérésekre alkalmas állomást telepítenek, ezek éjjel-nappal üzemelnek. A sugárzás nem folytonosan, hanem nagyon rövid (10^-10 sec, 100ps, azaz a másodperc milliomod részének tízezred része hosszúságú) impulzusokban érkezik a mintára. Ennek oka, hogy az elektronok nem folytonosan, hanem kis csomagokban haladnak a gyűrűben, ahogy a 7. animáción látjuk.

Animáció: Szinkrotron sugárforrás működése