רשימת קיצורי מקלדת
שנה גודל כתב: + -

קרינת סינכרוטרון

קרינת סינכרוטרון
הוועדה הלאומית לקרינת סינכרוטרון עוקבת מקרוב אחר תהליכי קבלת ההחלטות במתקן האירופי לקרינת סינכרוטרון (ESRF) באמצעות נציגיה – יו"ר הוועדה פרופ' יובל גולן מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב, נציג ישראל במועצת המתקן, ומנכ"לית האקדמיה גב' גליה פינצי בוועדת הכספים. חוקרים ישראלים פעילים בוועדות ניהול ותכנון שונות של ה-ESRF, למשל פרופ' עדה יונת ממכון ויצמן למדע שימשה בעבר חברה בוועדה המדעית המייעצת העליונה של ה-ESRF ופרופ' בועז פוקרוי מהטכניון הוא חבר בוועדה המדעית של המתקן.
 
בשנים האחרונות, בזכות מצוינותן המדעית של הצעות המחקר שהוגשו לוועדות המדעיות של ה-ESRF, הוענקו לחוקרים הישראלים זמני שימוש במתקן העולים בשיעור ניכר על חלקה היחסי של ישראל בהוצאות התפעול של המתקן.
 
ה-ESRF מצוי עתה בתהליך של שדרוג פיזי מקיף, שנועד לעדכן את ביצועי המתקן ולשמור על מקומו בחזית המחקר העולמי בשימוש בקרינת סינכרוטרון.
 
השלב הראשון של השדרוג הסתיים ב-2015, והמתקן כבר מתנהל במתכונתו החדשה בתחנות עבודה חדשות לחלוטין. במסגרת השדרוג הוכנסו לשירות ארבעה קווי-קרן (beamlines) חדשים בעלי יכולות מדידה ייחודיות, והם מן הטובים בעולם. השלב השני של שדרוג המתקן התחיל ב-2018, ובו נסגר המתקן לטובת השדרוג למשך כשנה וחצי. החזרה לפעילות מתוכננת ל-2020 וסיום הקמת קווי-הקרן החדשים מתוכנן ל-2023. השינויים שייעשו במתקן יכללו העלאה של שטף הפוטונים ושל הקוהרנטיות שלהם פי 40 עד פי 100 מהקיים כיום.
 
הוועדה הלאומית לקרינת סינכרוטרון מקיימת קשרים עם הארגון האירופי של משתמשי סינכרוטרון ESUOי(European Synchrotron Users Organization). הארגון הוקם לפני כשבע שנים כדי לשפר את יכולת הגישה של כלל המדענים האירופים המשתמשים בקרינת סינכרוטרון (כ-10,000 מדענים בכל תחומי מדעי הטבע, מדעי החיים וההנדסה) לכל מתקני הסינכרוטרון האירופיים, בעיקר באמצעות הגדלת המשאבים הכספיים שיועמדו לרשות המשתמשים, אך גם כגוף מרכזי המייעץ להנהלות המתקנים בנוגע לצורכי המשתמשים. פרופ' בועז פוקרוי, חבר הוועדה, מייצג את ישראל ב-ESUO.
 
פרטים על ה-ESRF באתר האינטרנט: www.esrf.fr
 
פעילויות נוספות שהתקיימו לאחרונה:
  • הוועדה הלאומית לקרינת סינכרוטרון המשיכה במעקב אחר הפעילות של החוקרים הישראלים במתקני סינכרוטרון ברחבי העולם, ובפרט ב-ESRF וב-SESAME.
  • ESRF Workshop: ב-21 במרס 2018 התקיימה באקדמיה סדנת מחקר בהשתתפות מדענים ישראלים מובילים (ובכללם פרופ' עדה יונת) וארבעה מרצים מה-ESRF. במהלך הסדנה היה אפשר להתרשם מהמגוון הגדול של תחומי המחקר שבהם עוסקים בישראל, מהרמה הגבוהה של המחקר, המתבטאת בפרסומים בכתבי עת יוקרתיים, וחשוב מכול – מהדור הצעיר של חוקרים ראשיים ותלמידי מחקר העושים שימוש במתקן ה-ESRF.
 
המתקן לקרינת סינכרוטרון במזרח התיכון - SESAME (ססמ"י)
SESAMEי(Synchrotron-light for Experimental Science and Application in the Middle East) הוא מתקן סינכרוטרון (מאיץ חלקיקים מעגלי) מחקרי ההולך ומוקם בירדן בהשתתפות מדינות האזור, ובכללן ישראל. היוזמה להקמתו באה מארגון MESCי(Middle Eastern Scientific Committee) וממספר חוקרים מגרמניה, ארצות הברית וישראל. הוועדה הלאומית לקרינת סינכרוטרון, האקדמיה ומשרד המדע הצטרפו ליוזמה זו עוד בתחילת דרכה בשנת 1997.
 
מטרת יוזמי המתקן היא לקדם את הפעילות המדעית שנעזרת בקרינת סינכרוטרון ולהגביר את שיתוף הפעולה בין מדעני האזור. בכך המתקן תורם רבות לגישור ולהבנה בין ישראל לשכנותיה. מועצת ססמי, הפועלת בחסות אונסקו, החליטה שהמתקן יוקם בירדן, באלאן שליד עמאן. טקס הנחת אבן הפינה היה בינואר 2003. בשנת 2004 הוקמה ועדת ססמי במשרד המדע הישראלי.
 
לקראת סוף 2013 פקדה את האזור סופת שלגים, והיא לא פסחה על ססמי. למרבה השמחה, לא נגרמו אבדות בנפש ולא נפגע הציוד, אך נפגע חלק מתקרת המבנה ושיקומה הסתיים ב-2015.
 
עוד בשנת 2014 הופעלו בהצלחה בססמי רכיבים הכרחיים שנתרמו ממאיץ החלקיקים הגרמני (BESY) על מנת לאפשר את אתחול הפרויקט כולו. המתקן עובד באנרגייה של כ-MeV 800, הגבוהה ביותר שהופקה עד כה באזורנו.
 
למן שנת 2015 הואץ קצב בנייתו של מקור האור שבמתקן.
 
משרד החינוך, שמימן במשך שנים רבות את דמי החבר השנתיים, פרש מתפקיד זה. משרד האוצר, משרד המדע, משרד החוץ והמשרד לשיתוף פעולה אזורי עוסקים יחד בבניית מתכונת תקציבית חדשה. משרד המדע מימן לבדו את תקציב 2015 והוביל את ההיערכות החדשה כדי להשלימה במהלך 2016.
 
בחודש מאי 2017 נעשתה היסטוריה בירדן, כשססמי, מאיץ החלקיקים הראשון במזרח התיכון, נחנך באירוע חגיגי במעמד מלך ירדן שבו השתתפו בין השאר מדענים איראנים וישראלים. כעבור שנה יצא הקול הקורא הראשון להצעת מחקרים, ומדענים ממדינות שכנות הגישו הצעות למחקרים הראשונים שיתבצעו במאיץ. בין המחקרים המתבצעים בססמי מחקר על מגילות מהמאה ה-18 ממוזאון באיראן שמטרתו מציאת דרכים חדשות לשימורן, מחקר של העיטורים מפטרה המבקש לפענח מה היו הצבעים המקוריים שלהם וכן מחקר עצמות בנות 5,000–13,000 שנה מקפריסין, סוריה, איראן ועיראק, שבו נחקרים ההבדלים בתנאי החיים בין המקומות השונים בעבר וההבדלים בין אז להיום.
פרופ' יובל גולן, חוקר במחלקה להנדסת חומרים באוניברסיטת בן־גוריון בנגב ויו"ר ועדת הסינכרוטרון הלאומית, אשר עוסק בפיתוח חומרים מוליכים למחצה חדשים, מסביר כי המדידות הנעשות בקו-הקרן (Beamline) המתמחה בספקטרוסקופיית בליעה של קרני-איקס במתקן מאפשרות לגלות מהו אופי הקישור בין האטומים השונים בחומרים החדשים. על סמך ניתוח הפיזור של הקרניים היוצאות מהמאיץ ואינן נבלעות בחומר החוקרים יכולים גם לפענח את המבנה האטומי של הדגימה הנבדקת.
 
במסלול האלומה השני שבמאיץ משתמשים בקרינת אינפרה־אדום – באנרגיות הנמוכות יותר של האור. שימושים אחרים הם להבנת התפקוד של חומרים המשמשים לפיתוח חיישנים לראיית לילה, רכיבים לתקשורת אופטית וכדומה. שימוש נוסף באינפרה־אדום הוא להבנת המבנה המולקולרי של חומרים (כמו בניסיון לפענח את הצבע המקורי של העיטורים בפטרה).
 
מסלול האלומה השלישי, שעדיין בפיתוח, ישמש לאפיון מקרו־מולקולות, בעיקר חלבונים. כחצי ממשתמשי הסינכרוטרון בישראל עובדים על מקרו־מולקולות, והמסלול יהיה שימושי מאוד לחוקרים הישראלים.
 
מסלול האלומה הרביעי מיועד לפיזור קרני רנטגן בזוויות קטנות, והוא ישמש לחקר מבנים גדולים יחסית שיוצרות מולקולות כמו DNA, ליפידים, פולימרים ונוזלים מרוכבים. גם מסלול זה צפוי להיות פופולרי בקרב חוקרים ישראלים.
במסגרת הפעילות הישראלית בססמי התקיימה במכון ויצמן למדע ב-14 במאי 2018 סדנה שכותרתה Open SESAME & Instruct-ERIC Workshop on Remote X-ray Data.
 
פרטים נוספים אפשר למצוא בכתבה בגיליון מס' 30 של "איגרת" ובאתר www.sesame.org.jo
 
הסבר כללי
 
קרינת הסינכרוטרון היא קרינת קרני X הנפלטת מאלקטרונים (או פוזיטרונים) שנעים במהירות הקרובה למהירות האור במסלולים מעגליים. איכות קרני X של קרינת הסינכרוטרון גבוהה ביותר, וקרני X של הדור השלישי הן בעלות האיכות הגבוהה ביותר שתוכננה עד עתה – מבחינת הבהירות, הדיוק המרחבי, השליטה בתדירות, הרזולוציה והיציבות.
 
באמצעות קרני X אלו אפשר לבחון מבנים של חומרים והיערכות של אטומים המרכיבים אותם בדיוק רב יותר מבכל מכשיר אחר.
כך למשל הבהירות הגבוהה של קרני X מאפשרת דימות (imaging) באיכות גבוהה. הדבר בא לידי ביטוי ב-coronary angiography (ברפואה), בבחינת התכווצות שריר ומבנה של חלבונים (בביולוגיה) ובבחינת המבנה וההיערכות הגאומטרית של החומר (בפיזיקה, בהנדסת חומרים ובתעשייה).