SNS (нейтронный источник)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Spallation Neutron Source
Spallation neutron source logo.png
Тип линак/синхротрон
Назначение источник нейтронов
Страна США
Лаборатория Ок-Ридж
Годы работы с 2007
Технические параметры
Частицы протоны
Энергия 1 ГэВ
Периметр/длина 248 м
Частота повторения 60 Гц
Число частиц в сгустке 2×1014
Прочая информация
Географические координаты 35°57′03″ с. ш. 84°18′07″ з. д.HGЯO
Сайт neutrons.ornl.gov/sns
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе

Spallation Neutron Source — самый интенсивный в мире импульсный ускорительный источник нейтронов в Ок-Риджской национальной лаборатории, США.

Ускорительный комплекс[править | править код]

Поток нейтронов возникает в результате реакции скалывания[1][2] при сбросе пучка протонов высокой энергии на мишень из материала с тяжёлым ядром: протон выбивает из ядра отдельные нуклоны, оставляя ядро в нестабильном и возбуждённом состоянии. Ядро излучает протоны, нейтроны, альфа-частицы с характерными "ядерными энергиями" ~ 2 МэВ, за пределы мишени выходят лишь не имеющие электрического заряда нейтроны. Высокоэнергетичные нуклоны, выбитые первичным протоном, продолжают каскадную реакцию скалывания с пониженной энергией.

Схема ускорительного комплекса SNS
Вид с высоты на площадку SNS

Ускорительный комплекс состоит из инжектора, линейного ускорителя, накопительного кольца, и мишенного узла[3]. Пучок отрицательных ионов водорода H производится в объёмном плазменном ионном источнике, в виде цуга сгустков, которые ускоряются в линейном ускорителе RFQ до энергии 2.5 МэВ и направляются в основной сверхпроводящий линак с энергией на выходе 1 ГэВ.

Магнитные элементы кольца AR
Сборка мишенного узла

Далее пучок инжектируется в накопительное кольцо Accumulation Ring (AR), где происходит накопление интенсивного пучка протонов, благодаря перезарядной инжекции: с ионов обдираются электроны. При номинальном режиме работы с мощностью 2 МВт в пучке, в течение 1060 оборотов накапливается 2×1014 протонов в сгустке длительностью 0.7 мкс. Накопленный пучок сбрасывается на ртутную мишень для генерации нейтронов в большом экспериментальном зале. Весь комплекс работает с частотой повторения 60 Гц.

Экспериментальные станции[править | править код]

На комплексе работает 20 экспериментальных станций[4] для проведения экспериментов по материаловедению, биологии, фундаментальной физике.

История[править | править код]

Комплекс создавался силами шести национальных лабораторий США: Ок-Ридж, Аргонн, Брукхейвен, Беркли, Лос-Аламос, Джефферсон. Разработка комплекса была одобрена конгрессом США в 1995 году[5], сооружение ускорителей обошлось в $1.4 млрд и было завершено в 2006 году, на первых пользователей источник начал работать с 2007 года. За 2017 год более 1400 исследователей использовало установку для экспериментов.

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]