| Sursa de neutroni de spalație | |
|---|---|
| Tip de | linac / sincrotron |
| Scop | sursa de neutroni |
| Țară | STATELE UNITE ALE AMERICII |
| Laborator | Oak Ridge |
| Ani de muncă | din 2007 |
| Specificatii tehnice | |
| Particule | protoni |
| Energie | 1 GeV |
| Perimetru/lungime | 248 m |
| Frecvența de repetare | 60 Hz |
| Numărul de particule dintr-un grup | 2×10 14 |
| alte informații | |
| Coordonatele geografice | 35°57′03″ s. SH. 84°18′07″ V e. |
| Site-ul web | neutroni.ornl.gov/sns |
| Fișiere media la Wikimedia Commons | |
Sursa de neutroni de spalație este cea mai intensă sursă de neutroni accelerator de puls din lume la Laboratorul Național Oak Ridge , SUA.
Fluxul de neutroni apare ca urmare a reacției de ruptură [1] [2] atunci când un fascicul de protoni de înaltă energie este aruncat pe o țintă dintr-un material cu un nucleu greu: protonul scoate nucleoni individuali din nucleu, lăsând nucleul într-o stare instabilă și excitată. Nucleul emite protoni, neutroni, particule alfa cu „energii nucleare” caracteristice ~ 2 MeV, doar neutronii care nu au sarcină electrică trec dincolo de țintă. Nucleonii de înaltă energie eliminați de protonul primordial continuă reacția de spargere în cascadă la o energie redusă. Pentru a salva instalația de supraîncălzire din cauza eliberării mari de căldură, mercurul este condus prin ea la viteză mare. În fiecare secundă, aproximativ trei sute de kilograme de metal trec prin țintă, care apoi se răcește și revine în ciclu. Același mercur servește ca principal material țintă. Când un proton lovește nucleul mercurului, acesta se destramă și fragmentele evaporă neutronii [3] .
Complexul accelerator este format dintr-un injector, un accelerator liniar , un inel de stocare și un ansamblu țintă [4] . Un fascicul de ioni negativi de hidrogen H − este produs într-o sursă de ioni de plasmă volumetrică , sub forma unui tren de mănunchiuri, care sunt accelerate în acceleratorul liniar RFQ la o energie de 2,5 MeV și trimise linacului supraconductor principal cu o ieșire. energie de 1 GeV.
Apoi, fasciculul este injectat în inelul de acumulare (AR), unde se acumulează un fascicul intens de protoni datorită injecției de schimb de sarcină : electronii sunt îndepărtați din ioni. În modul nominal de funcționare cu o putere de 2 MW în fascicul, pe parcursul a 1060 de rotații, se acumulează 2×10 14 protoni într-un mănunchi cu o durată de 0,7 μs. Fasciculul acumulat este aruncat pe o țintă de mercur pentru a genera neutroni într-o sală experimentală mare. Întregul complex funcționează la o rată de repetiție de 60 Hz.
Complexul are 20 de stații experimentale [5] pentru efectuarea de experimente în știința materialelor, biologie și fizică fundamentală.
Complexul a fost creat de șase laboratoare naționale din SUA: Oak Ridge , Argonne , Brookhaven , Berkeley , Los Alamos , Jefferson . Dezvoltarea complexului a fost aprobată de Congresul SUA în 1995 [6] ; construcția acceleratoarelor a costat 1,4 miliarde de dolari și a fost finalizată în 2006; sursa a început să lucreze pentru primii utilizatori în 2007. În 2017, peste 1.400 de cercetători au folosit configurația pentru experimente.