北京正负电子对撞机国家实验室

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1、北京正负电子对撞机国家实验室HANDBOOKOFBEIJINGSYNCHROTRONRADIATIONFACILITY北京同步辐射装置操作手册4W1B束线和X射线荧光微分析实验站北京正负电子对撞机国家实验室办公室编印2010年09月用户注意事项1.课题申请时，尽量写清楚您所需要的实验设备、实验模式与实验参数，并注明您的样品是否具有危险性（毒性、放射性、腐蚀性、易燃易爆等）。2.实验前请尽量与实验站沟通，确保您的实验进展顺利。3.请您按预先通知的时间来做实验，准时与其他用户交接班。新用户最好提前到实验站熟悉实验设备、操作方法等。4.实验前请认真学习实验站操作手册，并接受辐射防护安全培训、领取

2、计量卡。5.实验中，爱护实验站设施和运行设备。6.请您认真填写《北京同步辐射实验室用光情况登记表》和《北京同步辐射装置实验情况记录表》，记录字迹要工整清楚。7.发生故障时请及时与本站工作人员联系，并做好记录。8.实验完成后，请您搞好用光期间的实验站卫生，将样品回收处理，保持实验台桌面整洁。9.实验结果发表后，请您将发表文章的相关信息发送给用户办公室和实验站工作人员，以便我们对您的课题进行存档和评价。10.欢迎您参加北京同步辐射装置组织的同步辐射应用用户会和学术讨论会。4W1B光束线和X射线荧光微分析实验站4W1B光束线由4W1－Wiggler引出，建于80年代末，2003年由原X射线吸收精

3、细结构（XAFS）实验站使用改为X射线微束荧光分析实验站使用。4W1光源自Wiggler插入件引出后，经过前端区由分束器叉管分为4W1A及4W1B两光束，2006年BEPCII改造后，4W1B光束线偏轴向环外7.5mrad，水平接收角为2mrad，垂直接收角为0.1mrad。前端区后光束线中主要光学元件，依次为水冷双刀狭缝（Slit1）、双晶单色器(DCM,DoubleCrystalMonochromator)、超环面聚焦镜（TM，ToroidalMirror）、单块多层膜单色器（SMM，SingleMultilayerMonochromator）、高精密可调四刀狭缝（Slit2）和Kir

4、kpatrickBaez聚焦镜（K-BMirrior）。其中前三个光学元件安装在光束线中，而后三个则安装在实验站中。光束线光路示意图如图1所示，光束线和实验站布局如图2和3所示。图1光束线光路示意图VAT阀双晶单色器聚焦镜四刀狭缝水冷荧光靶X光闸上下可移动荧穿心离子泵手动插板阀光靶（无水冷）荧光靶波纹管分光镜箱离子泵水冷观测窗铍窗角阀图2光束线布局图图3实验站布局图对上述光学元件进行不同的组合，可以满足不同荧光实验的需求：白光或单色光；激发光能谱是高分辨还是高通量密度；光斑大小是毫米、亚毫米或是微米级。主要使用的是高分辨－mm级聚焦和高通量密度－微束聚焦两种单色模式。两种主要工作模式的光学

5、元件组合和预期性能如下：（1）使用水冷双刀狭缝1、多层膜单色器和K-B聚焦镜，可得高通量宽带微聚焦单色光。7于10KeV处光的光斑大小为15μm(H)×25μm(V)，光子通量1×10Ph/s(100mA)。（2）使用水冷双刀狭缝1、双晶单色器和超环面镜，可得高分辨聚焦的mm或亚mm单-4色光。能量分辨率(ΔE/E)为~10，10KeV处光的光斑最小可为0.9mm(H)×0.6mm(V)，光9子通量1×10Ph/s(100mA)。由于同步辐射具有强度高、准直好、偏振性、波长连续可调等优点，使得同步辐射X射线荧光分析比常规X射线荧光分析，具有更高的灵敏度和更小的微区分析能力，可以解决一些常规

6、X光源不能解决的科研和实际应用问题。北京同步辐射X射线荧光分析实验站位于4W1B光束线末端。2006年该束线改造成X射线荧光分析专门束线后，首次实现了准单色光模式，结合K-B聚焦系统，使光斑尺度最小到10μm，可以进行各种材料的微区、微量元素的无损成分分析，谱的信噪比与改造前的白光谱相比提高了两个数量级在微束荧光分析方面，已可以达到空间分辨10~20μm，同时最小元素检测限为几十ppm(μg/g)量级，可以开展例如单个流体地质包裹体的无损成分分析，单个生物细胞的无损成分分析，以及其它领域各种细微材料的无损成分分析。利用双晶单色器和超环面镜组合系统的单色光掠入射到样品的全反射方法，可以使最小

7、元素检测限到ppm(μg/g)量级，绝对检测限为pg量级。此外，近期拟对用户开放过渡金属的共振非弹性散射实验。自1991年向全国广大用户开放以来，已完成来自各大学、研究机构、工农业生产部门等众多的科研课题和应用任务，其中包括国家自然科学基金几十项。在物理、化学、地矿石油、生物医学、材料科学、法学鉴定、考古及其它领域，取得了许多独特而重要科研和应用成果。图4X射线荧光分析站【研究范围】•微区荧光扫描分析：可以测量各种材料的