stringtranslate.com

Лос-Аламосский нейтронный научный центр

Los Alamos Neutron Science Center ( LANSCE ), ранее известный как Los Alamos Meson Physics Facility ( LAMPF ), является одним из самых мощных линейных ускорителей в мире . Он расположен в Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико в Технической зоне 53. Это был самый мощный линейный ускоритель в мире, когда он был открыт в июне 1972 года. [1] Технология, используемая в ускорителе, была разработана под руководством физика-ядерщика Луиса Розена . [2] Установка способна ускорять протоны до 800 МэВ . Несколько линий пучка позволяют проводить различные эксперименты одновременно, и установка используется для многих типов исследований в области испытания материалов и нейтронной науки. Она также используется для производства медицинских радиоизотопов.

LANSCE предоставляет научному сообществу интенсивные источники нейтронов с возможностью проведения экспериментов в поддержку гражданских и национальных исследований безопасности. Агентства и программы Министерства энергетикиНациональная администрация по ядерной безопасности , Управление по науке , Управление по ядерной энергетике и Управление по науке и технологиям — были основными спонсорами LANSCE. [ необходима цитата ] LANSCE обслуживает международное сообщество пользователей, проводя разнообразные передовые фундаментальные и прикладные исследования.

История

С 1972 года ускоритель на 800 миллионов электронвольт (МэВ) и сопутствующие объекты в Технической зоне 53 Национальной лаборатории Лос-Аламоса стали ресурсом для широкого международного сообщества научных исследователей. Центр физики мезонов Лос-Аламоса (LAMPF), как он изначально назывался, принимал около 1000 пользователей в год для проведения экспериментов по физике средних энергий.

В 1977 году был введен в эксплуатацию импульсный источник нейтронов расщепления для подачи замедленных (более быстрых нейтронов, замедленных путем прохождения через различные материалы) и незамедленных нейтронов для экспериментов по времени пролета в установке, называемой Центром исследований оружейных нейтронов (WNR). Эксперименты по рассеянию нейтронов были начаты немедленно, и к 1983 году Управление фундаментальных энергетических наук (BES) Министерства энергетики финансировало официальную пользовательскую программу. Начиная с 1985 года, с завершением строительства Протонного накопительного кольца, которое сжимает протонные импульсы с 750 микросекунд до четверти микросекунды, был создан Лос-Аламосский центр рассеяния нейтронов, теперь известный как Центр Лухана, в то время как WNR был расширен на другие источники расщепления в пучке ускорителя.

В 1995 году LAMPF был переименован в Los Alamos Neutron Science Center (LANSCE), чтобы отразить широкую базу нейтронных исследований, проводимых в интересах программы вооружений и фундаментальных исследований; название нейтронного рассеивающего объекта BES было одновременно изменено с LANSCE на Manuel Lujan Jr. Neutron Scattering Center. В 1996 году был подписан Меморандум о взаимопонимании (MOU) между Офисами энергетических исследований и оборонных программ Министерства энергетики, чтобы определить управление объектом и его экспериментальными областями в контексте новой программы Science Based Stockpile Stewardship. [3] В 2001 году MOU был переписан, чтобы включить три отделения Министерства энергетики (DOE) — Оборонная программа Национальной администрации по ядерной безопасности, Офис науки и Офис ядерной энергии — и Лаборатория официально назначила LANSCE в качестве пользовательского объекта.

Произошло несколько ключевых событий, которые способствовали росту пользовательских программ в LANSCE. С 1968 по 1995 год Управление энергетических исследований DOE финансировало LAMPF как пользовательский объект для физики средних энергий, и в 1972 году была создана пользовательская группа. Начиная примерно с 1977 года Управление фундаментальных энергетических наук предоставило финансирование новой экспериментальной области, завершенной в 1990 году, включая офисные помещения, Лос-Аламосский центр нейтронного рассеяния (позднее Лос-Аламосский центр нейтронной науки) стал назначенным национальным пользовательским объектом. [4] В 2011 году этот статус был распространен на WNR и на установку протонной радиографии.

Удобства

Пользователи проводят исследования на пяти объектах, предоставленных LANSCE:

Завод по производству изотопов

Установка по производству изотопов (IPF) производит широкий спектр радиоактивных изотопов для медицинских, экологических, промышленных и исследовательских целей, используя 100-МэВ протонный пучок, получаемый из первой части ускорителя. [5]

Луханский центр нейтронного рассеяния

Центр нейтронного рассеяния Лухана (Центр Лухана) использует импульсный источник нейтронов расщепления, оснащенный времяпролетными спектрометрами для изучения рассеяния нейтронов. Рассеяние нейтронов является мощным методом исследования микроскопической структуры и динамики и используется в материаловедении, машиностроении, физике конденсированных сред, химии, биологии и геологии. [6]

Установка протонной радиографии

Установка протонной радиографии (pRad) использует протоны с энергией 800 МэВ, предоставляемые ускорительной установкой LANSCE, для проведения динамических экспериментов в поддержку национальных и международных программ по оружейной науке и управлению запасами. [7]

Ультрахолодные нейтроны

Исследователи, работающие в LANSCE и восьми других институтах-участниках международного сотрудничества, построили самый интенсивный источник ультрахолодных (то есть очень медленных) нейтронов в мире. Сопутствующие эксперименты могут ответить на вопросы о фундаментальных константах природы и помочь в поисках новых частиц. [8]

Исследовательский центр нейтронного оружия

Исследовательский центр нейтронных исследований оружия (WNR) предоставляет нейтронные и протонные пучки для фундаментальных, прикладных и оборонных исследований. Нейтронные пучки с энергией от примерно 0,1 МэВ до более чем 600 МэВ производятся в Target 4 (незамедлительный источник расщепления вольфрама) с использованием 800-МэВ протонного пучка из линейного ускорителя LANSCE. В зоне Target-2 образцы могут быть подвергнуты прямому воздействию 800-МэВ протонного пучка. [6]

Пользовательская программа

Значительное количество студентов и исследователей, получивших докторскую степень, которые знакомятся с Лабораторией благодаря своему опыту работы в LANSCE, становятся частью постоянного состава сотрудников, присоединяясь к различным техническим организациям. [9]

Демографические данные пользователей

Демографические данные пользовательской программы учитывают посещения пользователей и уникальных пользователей. Посещения пользователей — это общее количество посещений всеми пользователями. Уникальный пользователь определяется как пользователь, который учитывается только один раз — первый раз, когда он посещает LANSCE в течение календарного года. Самый большой сегмент уникальных пользователей в Lujan Center пришел из академического сообщества; в WNR пользователи приходят из академических, промышленных и национальных лабораторий. Большинство отраслевых пользователей WNR — это компании, которые производят или используют полупроводниковые приборы. Полупроводниковая промышленность полагается на уникальные возможности WNR для тестирования своего последнего поколения чипов на устойчивость к сбоям, вызванным нейтронами. Сбои, вызванные нейтронами, вызванные энергичными нейтронами, важны из-за естественного производства высокоэнергетических нейтронов космическими лучами. [10]

Ссылки

  1. ^ 30-я годовщина ускорителя LAMPF/LANSCE. Лос-Аламосская национальная лаборатория, 24 июня 2002 г.
  2. ^ Ливингстон, М. Стэнли (июнь 1972 г.). «Истоки и история Лос-Аламосского центра мезонной физики» (отчет) . Получено 16 марта 2022 г.
  3. ^ "Science Based Stockpile Stewardship" (PDF) (Отчет). Ноябрь 1994 г.
  4. ^ LANSCE в будущее. Los Alamos Science № 30 , 2006
  5. ^ Джонсон, К. Ф.; и др. (2016). «Ввод в эксплуатацию и начальная эксплуатация установки по производству изотопов в Лос-Аламосском нейтронном научном центре (LANSCE)». Труды EPAC 2004, Люцерн, Швейцария : 2816–2818 . Получено 19 апреля 2022 г.
  6. ^ ab Nowicki, Suzanne F.; Wender, Stephen A.; Mocko, Michael (30 октября 2016 г.). «Источники нейтронов расщепления в Лос-Аламосском центре нейтронной науки». Конференция по применению ускорителей в исследованиях и промышленности, CAARI 2016 г. 90 : 374–380. doi : 10.1016/j.phpro.2017.09.035 . Получено 19 апреля 2022 г.
  7. ^ King, NSP; et al. (1999). "Установка радиографии протонов с энергией 800 МэВ для динамических экспериментов" (PDF) . Ядерные приборы и методы в физических исследованиях . 424 : 84–91. doi :10.1016/S0168-9002(98)01241-8 . Получено 19 апреля 2022 г. .
  8. ^ Saunders, A.; et al. (2000). "Новый твердый дейтериевый источник ультрахолодных нейтронов" (PDF) . Capture Gamma-Ray Spectroscopy and Related Topics: 10th Int'l Symp . 529 : 539–546. doi :10.1063/1.1361419 . Получено 2022-04-19 .
  9. ^ Программа пользователя в LANSCE. LANSCE в будущее Los Alamos Science № 30 , 2006
  10. ^ "2018 Run Cycle Report" (PDF) (Отчет). 2019. стр. 16. Получено 12 апреля 2022 г.

Внешние ссылки

35°52′09″с.ш. 106°15′43″з.д. / 35,869055°с.ш. 106,261943°з.д. / 35,869055; -106,261943