ระบบลำเลียงแสง BL7.2 ณ ห้องปฏิบัติการแสงสยาม ได้ถูกออกแบบสำหรับการใช้ประโยชน์รังสีเอกซ์พลังงานสูงจาก Superconducting Wavelength Shifter (SWLS) สำหรับงานด้าน structural biology ในการศึกษาโครงสร้างสามมิติของโมเลกุลทางชีวภาพขนาดใหญ่ ได้แก่ เอนไซม์ โปรตีน และไวรัส และการศึกษาโครงสร้างบริเวณรอบๆ อะตอมของธาตุบางชนิดที่มีผลต่อการทำงานของโมเลกุลทางชีวภาพ เช่น เมทัลโลโปรตีน
           
            ชิ้นส่วนต่างๆ ของระบบลำเลียงแสงได้ถูกสร้างและประกอบแล้วเสร็จ แต่เนื่องจากการติดตั้ง SWLS มีความล่าช้ากว่าแผน จึงได้ปรับย้ายระบบลำเลียงแสงมาใช้แสงจากแม่เหล็กสองขั้ว (bending magnet) เพื่อในเบื้องต้นจะได้ทำการทดสอบการทำงานของโมโนโครเมเตอร์ชนิดผลึกคู่ (DCM, double crystal monochromator) และอุปกรณ์ส่วนหน้าของระบบลำเลียงแสงที่สถาบันได้สร้างขึ้นมาใช้เอง รูปที่ 1 แสดงแผนผังของระบบลำเลียงแสงสำหรับการทดสอบโมโนโครเมเตอร์ ลำแสงจากแม่เหล็กสองขั้วถูกจำกัดขนาดโดยอุปกรณ์ในส่วนหน้าระบบลำเลียงแสง เส้นทางเดินของแสงที่ใช้งาน ณ ปัจจุบันไม่ผ่านกระจกทำแสงขนาน ดังนั้นแสงที่ตกกระทบผลึกในโมโนโครเมเตอร์เป็นแสงมีลักษณะของลำที่บานออก ได้มีการติดตั้ง ionization chambers สำหรับการวัดปริมาณโฟตอนต่อหน่วยเวลา (flux) ของแสงที่ผ่านการคัดเลือกพลังงาน ส่วนพลังงานของโฟตอนหรือความยาวคลื่นของแสงวัดเทียบจากสเปกตรัมการดูดกลืนรังสีเอกซ์ของแผ่นฟิล์มของโลหะมาตรฐาน

รูปที่ 1 แสดงแผนผังของระบบลำเลียงแสง BL7.2 และสถานีทดลอง X-ray Absorption Spectroscopy (XAS)

รูปที่ 2 ภาพถ่ายของระบบลำเลียงแสง ณ ปัจจุบัน

ข้อมูลทางเทคนิคของระบบลำเลียงแสง BL7.2 และสถานีทดลอง ณ ปัจจุบัน

 

เทคนิคการวัด	X-ray Absorption Spectroscopy (XAS) Transmission mode (Ionization chambers)
แหล่งกำเนิดแสง	แม่เหล็กสองขั้ว (bending magnet)
พลังงานแสง	2.7-10 keV
ระบบคัดเลือกพลังงานแสง	Fixed-exit Double Crystal X-ray monochromator ผลึก Si(111) มุมแบรกก์ 46.87-11.41 องศา
ขนาดลำแสงที่ตกกระทบตัวอย่าง	15 mm (h) x 1-2.5 mm (v)
ความเข้มแสงที่ตัวอย่าง	108-109 phs/s/100mA
ระยะระหว่างแหล่งกำเนิดแสงไปยังตัวอย่าง	12.2 เมตร
สภาวะความดันของตัวอย่างขณะวัด	ความดันบรรยาย-สุญญากาศระดับ 10-2 mbar
ชนิดของตัวอย่างที่วัดได้	ผงบนแผ่นเฟรม ผงอัดเม็ด
สถานะปัจจุบัน	เริ่มเปิดให้บริการ

รูปที่ 3 แสดงปริมาณของโฟตอนของแสงที่ผ่านการคัดเลือกพลังงาน

 

ปริมาณโฟตอนต่อหน่วยเวลาของแสงที่ผ่านการคัดเลือกพลังงานโดย DCM ที่ใช้ผลึก Si(111) ณ ปัจจุบัน ดังแสดงในรูปที่ 3 พบว่าพลังงานที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานอยู่ในช่วงประมาณ 3–8 keV เนื่องจากไม่มีการติดตั้ง Be window ในระบบลำเลียงแสง จึงสามารถขยายช่วงพลังงานต่ำลงได้ถึงประมาณ 2 keV เมื่อเปลี่ยนผลึกของ DCM เป็น InSb(111) ปัจจุบันได้เปิดให้ทดลองใช้งานในเทคนิค XAS ขนานไปกับการทดสอบระบบโฟกัสแสง เพื่อทำให้แสงมีขนาดเล็กและสามารถที่จะเพิ่ม flux ขึ้นอีกประมาณ 3 เท่า สำหรับทดสอบการใช้งานเทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์เพื่อศึกษาโครงสร้างของสารตัวอย่างทั้งด้านชีวภาพ และด้านวัสดุศาสตร์    

 ตั้งแต่กลางเดือนเมษายน 2555 ระบบลำเลียงแสง 7.2 ได้เริ่มเปิดทดลองให้บริการแก่โครงการที่ไม่ได้รับการจัดสรรเวลาการเข้าใช้แสงจากระบบลำเลียงแสง BL8 ซึ่งมีข้อเสนอโครงการจำนวน 6 โครงการ และได้ให้บริการเพิ่มอีกจำนวน 2 โครงการแก่โครงการที่สมัครเพิ่มเติม ตัวอย่างสเปคตรัมการดูดกลืนรังสีเอกซ์ของ Ti K-edge ที่วัดได้จาก BL7.2 โดยการวัด 3 ซ้ำต่อเนื่องกัน แสดงในรูปที่ 4

รูปที่ 4 แสดงตัวอย่างสเปคตรัมของสารมาตรฐาน Ti foil ความหนา 6 ไมครอน จาก BL7.2

รูปที่ 5 แสดงตัวอย่างสเปคตรัมการดูดกลืนรังสีเอกซ์ของ Ti K-edge ที่วัดได้จาก BL7.2 เทียบกับสเปคตรัมจากระบบลำเลียงแสง BL1 และ BL8

รูปที่ 5 แสดงตัวอย่างสเปคตรัมของสารมาตรฐาน Ti foil ความหนา 6 ไมครอน เปรียบเทียบระหว่าง BL1, BL8 และ BL7.2

 

ตัวอย่างที่ผู้ใช้ได้เข้ามาทำการทดลองที่ระบบลำเลียงแสงได้แก่ ตัวเร่งปฏิกิริยา เซรามิก คอมโพสิต และอิเล็กโทรไลท์แข็ง/กึ่งแข็ง ซึ่งต้องการศึกษาการจัดเรียงตัวของอะตอม และการระบุสถานะออกซิเดชัน (oxidation state) ของอะตอมที่สนใจ

 ในย่านรังสีเอกซ์พลังงานสูงความเข้มของแสงลดลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นข้อจำกัดของเครื่องกำเนิดแสงสยามที่มีพลังงานต่ำเพียง 1.2 GeV ข้อจำกัดดังกล่าวจะถูกขจัดไปเมื่อการติดตั้ง SWLS แล้วเสร็จและสามารถที่จะผลิตรังสีเอกซ์พลังงานสูงได้ จะทำให้กิจกรรมงานวิจัยขยับไปสู่งานทางด้านการศึกษาโครงสร้างสามมิติของโปรตีน และงานทางด้าน Bio-XAS เพื่อตรวจสอบธาตุที่สนใจ และ/หรือ ตำแหน่งและโครงสร้างการจัดเรียงตัวของอะตอมรอบๆ ธาตุที่สนใจในสารตัวอย่างทางชีวภาพ และในช่วงที่ยังไม่มีรังสีเอกซ์พลังงานสูง ระบบลำเลียงแสงได้เปิดให้มีการเข้ามาใช้เทคนิค XAS โดยทั่วไป

 ผู้ที่ประสงค์ขอใช้บริการสามารถดูรายละเอียดข้อมูลทางเทคนิคของระบบลำเลียงแสงได้ที่หน้าเว็บของระบบลำเลียงแสง BL7.2 และสามารถติดต่อผู้ดูแลระบบลำเลียงแสงดังกล่าวได้ที่

 ดร.ชมภูนุช ส่งสิริฤทธิกุล
         Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.