સિંક્રોટ્રૉન-વિકિરણ

સિંક્રોટ્રૉન–વિકિરણ : ચુંબકીય અવમંદક વિકિરણ (magnetic bremsstrahlung) : પ્રબળ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં સાપેક્ષિકીય (relativistic) ઝડપે પ્રવેગી ગતિ કરતો ઉચ્ચ ઊર્જાવાળો વિદ્યુતભારિત કણ વિદ્યુત-ચુંબકીય વિકિરણનું ઉત્સર્જન કરે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વર્તુળાકાર પથમાં ગતિ કરતા વિદ્યુતભારિત કણ આવું વિકિરણ પેદા કરે છે. ઉદાહરણ રૂપે, સિંક્રોટ્રૉનમાં આવું વિકિરણ ઉત્સર્જિત થાય છે. આવા વિકિરણમાં માઇક્રો-તરંગોથી સખત

X-કિરણો ધરાવતી તરંગલંબાઈઓનો સમાવેશ થાય છે. વર્ણપટનું સચોટ પાર્શ્ર્વ-દૃશ્ય ગતિ કરતા કણની કક્ષાની ત્રિજ્યા અને ઊર્જા ઉપર આધાર રાખે છે. તે ઉષ્મીય વિકિરણ નથી, પણ પ્રબળ રીતે ધ્રુવીભૂત (polarised) થયેલ પ્રકાશ હોય છે.

વિદ્યુતભારિત કણ પ્રવેગિત ગતિ દરમિયાન જ્યારે ઊર્જા ગુમાવે છે ત્યારે સિંક્રોટ્રૉન વિકિરણની સમસ્યા જટિલ બને છે. આ વિકિરણનો એક ઉપકરણ તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. પ્રાથમિક રીતે X-કિરણ અને પારજાંબલી આવૃત્તિઓ જેવું તીવ્ર બીમ મેળવવા માટે સિંક્રોટ્રૉન સંસાધનો તૈયાર કરવામાં આવી રહ્યાં છે.

વિશ્વના કેટલાય એવા વિસ્તારો છે જે અતિ ઉચ્ચ ચુંબકીય ક્ષેત્રો ધરાવે છે. આવા વિસ્તારોમાં થઈને પ્રવેગી ગતિ કરતાં ઇલેક્ટ્રૉન વડે ઉત્સર્જાતા વિકિરણને પણ સિંક્રોટ્રૉન-વિકિરણ કહે છે. પરાગાંગેય (extragalactic) રેડિયો સ્રોત અને મહાસ્ફોટક (supernova) અવશેષોમાંથી ઉત્સર્જિત થતું રેડિયોવિકિરણ સમજાવવા માટે આ ક્રિયાવિધિ વિશે વિચારી શકાય.

વર્તુળ ગતિ દરમિયાન ઇલેક્ટ્રૉન વડે ઓછી ઊર્જાએ પેદા થતું વિકિરણ મંદ અને અદિશિક હોય છે. કણની સાપેક્ષિકીય ઝડપે ઉત્સર્જિત શક્તિ નોંધપાત્ર રીતે વધે છે અને વિકિરણ શંકુ આકાર ધારણ કરે છે. આવું વિકિરણ લગભગ 100 % તલધ્રુવીભૂત (plane polarised) હોય છે અને તેનો વિદ્યુત-સદિશ ઇલેક્ટ્રૉનના પ્રવેગની દિશામાં હોય છે. નીચેના સંશોધનક્ષેત્રે સિંક્રોટ્રૉન-વિકિરણ પ્રયોજાય છે :

(1) વિસ્તૃત X-કિરણ શોષણ સૂક્ષ્મ સંરચના(fine structure)માં,

(2) ફોટો-ઉત્સર્જન વર્ણપટ વિજ્ઞાનમાં,

(3) X-કિરણ-વિવર્તન અને પ્રકીર્ણન માટે,

(4) પ્રોટીનની સંરચના-વિશ્લેષણ માટે,

(5) પૃષ્ઠ અને પૃષ્ઠસ્તરની સંરચના માટે,

(6) X-કિરણ વિવર્તન-સ્થળાકૃતિ (topology) માટે,

(7) સમય-વિયોજિત પ્રસ્ફુરણ-વર્ણપટ વિજ્ઞાન માટે,

(8) X-કિરણ સૂક્ષ્મદર્શકો (microscopy) અને અશ્મમુદ્રણ-(lithography)માં.

હરગોવિંદ બે. પટેલ