Vu l’intensité immense du rayonnement synchrotron dans les régions de l’infrarouge, du rayonnement ultraviolet et des rayons X, presque toute expérience ou tout processus utilisant ces énergies peut être amélioré de façon spectaculaire par rapport à des énergies provenant de sources conventionnelles en laboratoire. Vers le début des années 1990, la communauté des chimistes au Canada en particulier s’est rendu compte de l’importance du rayonnement synchrotron. Par conséquent, beaucoup de groupes ayant des projets que les sources de faisceaux leur permettraient de réaliser se sont formés.

Les premières sources de faisceaux qui sont en cours de construction à la CLS (voir le tableau 1 suivant-à partir de février 2001) occupent toute la gamme d’énergie du rayonnement synchrotron, qu’il s'agisse de l’infrarouge lointain (source de faisceaux 1), de l’infrarouge (sources de faisceaux 2 et 3), de la région des rayons X à faible énergie (sources de faisceaux 4 et 5) ou de la région des rayons X durs (sources de faisceaux 6 et 7). Une source de faisceaux diagnostique (source de faisceaux 8) sera construite pour contrôler les caractéristiques du faisceau d’électrons dans l’anneau de stockage.

Beaucoup d’autres projets de source de faisceaux ont été mis au point (p.ex., les sources de faisceaux 9 à 12), et plusieurs d’entre eux seront construits au cours des prochaines années.

Tableau 1 : Sources de faisceaux de la Canadian Light Source
(à partir de février 2001)

  Projet de source de faisceaux Source Gamme d’énergie Chargé(s) de projet Coordonnateur(s) CLS
1 Spectroscopie de haute résolution à l’infrarouge lointain Aimant de courbure 0.01 – 0.13 eV Robert McKellar, Tom Ellis T. May
2 Spectromicrosopie à l’infrarouge Aimant de courbure 0.08 – 0.8 eV Mike Jackson, Tom Ellis T. May
3 Spectromicrosopie à l’infrarouge Aimant de courbure 0.08 – 0.8 eV Farid Bensebaa, Tom Ellis T. May
4 CSRF SGM U 0.22 – 1.9 keV T.K. Sham I. Coulthard
5 Spectromicroscopie à rayons X à faible énergie EPU 0.2 – 2.0 keV Adam Hitchcock K. Kaznacheyev
6 Crystallographie de crystaux de protéine SG-U 6.5 – 18 keV Louis Delbaere P. Grochulski
7 XAFS à usage général W 5 – 40 keV DeTong Jiang D. Jiang
8 Diagnostic de l’installation Aimant de courbure - (white) Jack Bergstrom J. Bergstrom
9 CSRF PGM U 5 – 250 eV T.K. Sham J. Cutler, K. Tan
10 CSRF DCM Aimant de courbure 1.7 – 5.5 keV T.K. Sham E. Hallin
11 Diffraction à usage général W 4 – 40 keV John Tse D. Jiang
12 Diffraction / microsonde à rayons X SG-U 4 – 40 keV Don Baker D. Jiang


Le rayonnement synchrotron joue un rôle essentiel dans toutes ces études. Par exemple, à l’heure actuelle l’imagerie infrarouge d’échantillons biologiques et industriels peut se faire dans des synchrotrons munis d’une longueur d’onde d’une résolution de 3 à 5 µm par rapport aux 30 µm réalisables à partir des sources en laboratoire. En outre, la diffraction à crystal unique peut être obtenue en utilisant de plus petits crystaux avec une meilleure résolution atomique que celle réalisée d'une source en laboratoire. En effet, tous les crystallographes de crystaux de protéine (plus de 40 groupes au Canada à l’heure actuelle) doivent se rendre à une source de rayonnement synchrotron s’ils veulent rester concurrentiels. Un nombre important (de 10 à 20 %) de petits crystaux provenant de tous les départements de chimie et de géologie auront probablement besoin de la CLS pour déterminer leur structure. Quels sont les autres avantages? La technologie des surfaces à rayons X à faible énergie, telle que la spectroscopie photoélectronique à rayons X, progresse de façon spectaculaire. D’autres techniques de résonance impossibles à réaliser en laboratoire à partir de sources à énergie unique ou à double-énergie sont en train d’être développées. Ces techniques d’imagerie (qui comprennent les microscopes électroniques par transmission à balayage et d’émission photoélectrique à rayons X ainsi que les microsondes à rayons X) ne sont pas disponibles dans des laboratoires parce qu’elles exigent des sources constantes de rayons X intenses.

Ces techniques à rayons X deviennent indispensables pour beaucoup de l'expérimentation sur les surfaces, les polymères, les minéraux et l’environnement ainsi que sous haute pression. Les spectrophotométries d’absorption atomique (c.-à-d. ZANES et EXAFS) sont extrêmement puissantes permettant ainsi de déterminer la composition chimique (et microchimique) de tous les éléments dans un milieu, tel que le gaz, les solutions et les solides crystallins et amorphes (par exemple, dans beaucoup de domaines environnementaux et biochimiques).