科學簡單點：什麼是X 射線光源？
什麼是X 射線光源？要開發治療致命傳染病的方法，我們需要了解導致這些疾病的生物。為了設計下一代電動車，我們需要製造出更好、更耐用的電池為其提供動力。為了製造更有效率、更安全的飛機引擎，我們需要更堅固、更耐用的材料，在壓力下不會破裂。
在這段”科學101：什麼是X 射線光”的影片中，科學家傑西卡-麥克切斯尼（Jessica McChesney）和吉爾伯托-法布里斯（Gilberto Fabbris）解釋了什麼是X 射線光，以及他們如何在阿貢高級光子源（APS）使用X 射線光。
X 射線光是存在於電磁波譜中的高能量光。此光譜包括所有電磁波的範圍，從能量最低的長波（調幅無線電波）到中間波（可見光），再到能量最高的短波（伽馬射線）。
阿貢的APS 所使用的是波長較短的X 射線。較短的波長允許X 射線穿過許多物質，這使得像傑西卡和吉爾伯托這樣的科學家能夠深入觀察物體，發現有關材料結構和功能的新知識。 APS 是世界上最強大的X 射線光源之一，每年有來自世界各地的5500 多名科學家利用這個巨大的研究設施測試新材料、製造更好的電池，並為人類面臨的最大問題尋找解決方案。
要做到這一切，還需要一個強大的X 射線光源。 X 射線是一種光，但它並不是人們聽到這個詞時通常會想到的可見光。您可能對牙醫用來拍攝牙齒內部照片的X 光機並不陌生。先進光子源（APS）是美國能源部（DOE）科學辦公室的用戶設施，位於能源部阿貢國家實驗室，它能產生類似的X 射線光，但比X 射線光亮十億倍。
這麼亮的光能做什麼？ APS 的工作原理就像一台巨大的顯微鏡，但與可見光不同，X 射線具有穿透力，使科學家能夠看到材料的深處。例如，X 射線束可以聚焦得很緊，科學家可以用它來”看”電池在使用過程中內部發生了什麼，從而開發出更節能的電池。
幾十年來，APS 和世界各地的其他光源一直在改善我們的生活。為它們提供動力的技術–粒子加速–早在20 世紀20 年代就已出現。
電磁波譜是各種電磁輻射的範圍–能量在傳播過程中會擴散。太陽的溫度比地球高得多，因此它發出的輻射能量較高，波長較短。資料來源：美國國家航空暨太空總署
APS 的核心是一個儲藏環，周圍約三分之二英里。它非常大，可以容納一個棒球場。它的工作是以接近光速的速度，高精度地循環著被稱為電子的粒子。電子每天在這個環上繞行數十億次，在軌道的每個彎曲處都會釋放出耀眼的光芒。 APS 將這些光送到環周圍的實驗站，在那裡進行不同類型的科學實驗。
APS 是一個國家用戶設施，這意味著全世界的科學家都可以使用這項資源。科學家使用它不收取任何費用，但他們的數據必須公開發布。每年，來自世界各地的5500 多名科學家利用APS 研究各種各樣的問題，從應對溫室氣體的新方法到加固道路和橋樑的新方法。
自1990 年代建成以來，APS 一直是世界領先的X 射線光源，而它的未來將變得更加光明。大規模的升級將取代目前的儲存環，而它所產生的X 射線亮度將是現在的500 倍，從而能夠進行更多的實驗和創新，改善我們的生活。與世界各地的其他光源一起，APS 將繼續使科學家們能夠讓我們更健康、更安全，並增進我們對周圍世界的了解。
資料來源：阿貢國家實驗室
X 光光源如何運作？
先進光子源可以產生超亮的X 射線束，為新發現照亮道路。
先進光子源（APS）等強大的光源與牙醫使用的X 光機類似，只是它產生的光亮度高出十億倍。
- APS 的核心是一系列被稱為加速器的機器，它們使用磁鐵移動被稱為電子的微小粒子。電子聚集在一起，沿著直線加速器直線運動。
- 粒子積聚環可將成串的粒子更緊密地聚集在一起。
- 助推器環在它們累積速度和能量的過程中使它們循環。
- 然後，粒子被注入儲存環。電子每天在這個環上繞行數十億次。在軌道的每一個轉彎處，它們都會釋放出光子粒子形式的光。
- 這些光子就是X 射線光，它們被送到環上的各個科研站。科學家利用這種非常明亮的光線來觀察材料的內部深處。