| Zdroj spalačních neutronů | |
|---|---|
| Typ | linac / synchrotron |
| Účel | zdroj neutronů |
| Země | USA |
| Laboratoř | Dubový hřeben |
| Roky práce | od roku 2007 |
| Technické specifikace | |
| Částice | protony |
| Energie | 1 GeV |
| Obvod/délka | 248 m |
| Frekvence opakování | 60 Hz |
| Počet částic ve svazku | 2× 1014 |
| jiná informace | |
| Zeměpisné souřadnice | 35°57′03″ s. sh. 84°18′07″ západní délky e. |
| webová stránka | neutrons.ornl.gov/sns |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
Spallation Neutron Source je světově nejintenzivnější neutronový zdroj pulzního urychlovače v Oak Ridge National Laboratory , USA.
Neutronový tok vzniká jako výsledek odlupovací reakce [1] [2] , když vysokoenergetický protonový paprsek dopadne na terč vyrobený z materiálu s těžkým jádrem: proton vyrazí jednotlivé nukleony z jádra a zanechá jádro v nestabilním a excitovaném stavu. Jádro emituje protony, neutrony, částice alfa s charakteristickými "jadernými energiemi" ~ 2 MeV, za cíl jdou pouze neutrony, které nemají elektrický náboj. Vysokoenergetické nukleony vyřazené primordiálním protonem pokračují v kaskádové odlupovací reakci se sníženou energií. Aby se zabránilo přehřátí instalace kvůli vysokému uvolňování tepla, rtuť jí prochází vysokou rychlostí. Každou vteřinu projde terčem asi tři sta kilogramů kovu, který se pak ochladí a vrátí se do koloběhu. Stejná rtuť slouží jako hlavní cílový materiál. Když proton narazí na jádro rtuti, rozpadne se a z fragmentů se odpaří neutrony [3] .
Komplex urychlovače se skládá ze vstřikovače, lineárního urychlovače , akumulačního prstence a sestavy terče [4] . Svazek záporných vodíkových iontů H − vzniká ve volumetrickém plazmovém iontovém zdroji ve formě sledu shluků, které jsou urychlovány v lineárním urychlovači RFQ na energii 2,5 MeV a posílány do hlavního supravodivého linac s výstupem energie 1 GeV.
Dále je paprsek injektován do akumulačního prstence (AR), kde je intenzivní protonový paprsek akumulován v důsledku injekce výměny náboje : elektrony jsou stripovány z iontů. V nominálním režimu provozu s výkonem 2 MW ve svazku se během 1060 otáček nahromadí 2×10 14 protonů ve shluku o trvání 0,7 μs. Nahromaděný paprsek je vržen na rtuťový terč, aby se ve velké experimentální hale vygenerovaly neutrony. Celý komplex pracuje s opakovací frekvencí 60 Hz.
Komplex má 20 experimentálních stanic [5] pro provádění experimentů v materiálové vědě, biologii a základní fyzice.
Komplex byl vytvořen šesti národními laboratořemi USA: Oak Ridge , Argonne , Brookhaven , Berkeley , Los Alamos , Jefferson . Vývoj komplexu byl schválen Kongresem USA v roce 1995 [6] , výstavba urychlovačů stála 1,4 miliardy dolarů a byla dokončena v roce 2006, pro první uživatele začal zdroj fungovat v roce 2007. V roce 2017 použilo toto nastavení pro experimenty více než 1400 výzkumníků.