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admin

2017-01-11 15:05:42

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복사광[synchrotron radiation, SR]

고속도로 운동하는 전자(양전자)가 자기장의 영향을 받아서 운동방향을 변경했을 때 발생하는 전자기파. 이것은 전자(양전자)가 싱크로트론가속기의 거의 원형상의 궤도를 달릴 때 실제로 관측되므로 싱크로트론복사(약칭 SR)라고도 불리우고 있다. 복사광에는 다음과 같은 특징이 있다.

①넓은 파장역에 이르는 연속스펙트럼을 가진다. 전자(양전자)의 가속에너지가 예를들면 2.5GeV(1GeV는 10억전자볼트)이면 파장역은 적외선에서 X선에 이른다.

②휘도가 매우 높다. X선영역으로 말하면 통상 선원에서의 빛보다 수자리 이상 높다.

③발광점에서의 퍼짐이 작고 지향성이 높은 빛이다.

④전자(양전자)의 궤도면 위에 전기벡터가 치우친 빛이다.

⑤펄스성의 빛이다.

이와 같은 특징을 합쳐놓은 빛은 그 외에는 없고, 과학․기술의 연구를 위해 강력한 무기가 된다. 복사광을 이용함으로써 무기, 유기고체, 생물체의 원자배열을 결정하고 또 그들의 시간변화를 추적할 수가 있고(복사광의 회절․산란현상의 이용), 금속, 반도체, 기체에 있어서 전자에너지 상태를 해명할 수 있고(복사광에 의한 2차전자 방출현상의 이용), 아모르퍼스고체, 액체내 특정원자 주위의 국소적 구조를 결정할수 있고(복사광의 흡수현상의 이용), 무기재료, 생물체 내부 미세구조의 관찰을 할 수 있고(복사광 투과화상의 이용), 반도체의 초미세가공을 할수 있는(복사광의 화학적 작용의 이용) 등, 이용하는 범위는 여러 갈래에 이르고 있다.

전자(양전자)의 궤도에 언듈레이터, 다극(多極)위글러라고 불리우는 삽입장치를 넣음으로써 초고휘도의 광이나 특수한 편광상태의 빛을 발생할 수 있다.

복사광을 조직적으로 이용하기 위해 세계각국에서 전용인 광원이 건설되고 있다. 일본의 대표적인 광원은 쓰쿠바시의 고에너지물리학연구소에 설치되어 있고(2.5 GeV), 더욱이 대형인 광원(8GeV)이 효고현(兵庫縣) 내에 건설되어 1997년부터 가동되고 있다. ☞총론「싱크로트론복사광기술과 물질해석」