Ускоритель прикладных исследований Soreq

Soreq Applied Research Accelerator Facility (SARAF) — это сверхпроводящий радиочастотный линейный ускоритель и источник нейтронов , расположенный в Центре ядерных исследований Soreq в Явне , Израиль . Его высоконастраиваемый нейтронный спектр и производимый диапазон легких радионуклидов делают его пригодным для ряда исследовательских тем, которые ранее требовали ядерного реактора, таких как исследования материалов термоядерных реакторов, производство радионуклидов и астрофизические исследования. ^[1]

SARAF — многопользовательская и универсальная установка ускорителя частиц на основе сверхпроводящего линейного ускорителя протонов / дейтронов RF . Имеет переменную энергию около 40 МэВ и непрерывный (CW) высокий ионный ток (0,04-5 мА). ^{[2] [3]}

Вместо использования лития в качестве мишени для струи расщепления, как в большинстве линейных ускорителей, он использует эвтектический сплав галлия и индия с температурой плавления 15,7°C. GaIn значительно безопаснее, чем очень реактивный щелочной металл литий. ^[4]

Этот сверхпроводящий линейный ускоритель частиц высокой интенсивности для легких ионов относится к новому поколению ускорителей частиц . ^[5] Высокий ионный ток генерирует большое количество быстрых нейтронов и легких радиоактивных ядер .

Ускоритель SARAF Phase-I был построен компанией ACCEL Instruments (теперь RI Research Instruments GmbH). Новая технология ускорения доказала осуществимость строительства полного проекта SARAF. До 2012 года (и с 2010 года) SARAF был единственным сверхпроводящим ускорителем в мире, продемонстрировавшим непрерывное ускорение протонных пучков мА-диапазона . ^[6]

Ускорительные установки, такие как SARAF, предназначены для производства достаточного количества нейтронов для выполнения функций, которые сегодня возможны только на исследовательских ядерных реакторах , таких как IRR1 в Сореке. Поскольку ускорители не используют расщепляющиеся материалы , ожидается, что они станут желанной заменой исследовательских реакторов , поскольку они не представляют собой проблемы распространения или окружающей среды, и они имеют гораздо лучшее общественное признание, чем ядерные реакторы .

Большое количество нейтронов, которые он производит, может быть использовано для исследования редких ядерных реакций, производства новых типов радиофармацевтических препаратов и позволяет проводить дальнейшие исследования в области физики элементарных частиц . Замедленные нейтроны могут быть использованы для неразрушающих испытаний с таким же разрешением и контрастом, как и те, которые проводятся в реакторах.

Программы исследований и разработок в SARAF включают следующие предметы: ^[6]

• Физика элементарных частиц — высокостатистические измерения свойств и исследования бета-распада легких радиоактивных ядер, позволяющие исследовать пределы стандартной модели элементарных частиц или устанавливать новые пределы точности для известной физики (благодаря уникальной до сих пор способности производить высокие выходы легких радиоизотопов).
• Ядерная астрофизика — измерение редких сечений, связанных с нуклеосинтезом в ядрах гигантских звезд.
• Материаловедение - исследование радиационного повреждения материалов термоядерного реактора с использованием нейтронного спектра, аналогичного спектру dt-синтеза, для малых компонентов.
• Новые методы терапии - бор- нейтронозахватная терапия рака (БНЗТ) на основе ускорителей с использованием высокотерапевтических эпитепловых нейтронов для терапии злокачественных опухолей.
• НИОКР радиофармпрепаратов - использование сильноточных и высокомощных мишеней SARAF для производства новых радиофармпрепаратов для терапии и диагностики .
• Нейтронная радиография и дифрактометрия — высокий ток SARAF позволяет генерировать тепловые нейтроны в количестве, которое позволяет проводить радиографию и дифрактометрию, аналогичные тем, которые проводятся в ядерных реакторах.
• Фундаментальные и прикладные исследования на основе быстрых нейтронов - SARAF может предоставить пользователю уникальный спектр быстрых нейтронов, который недоступен в реакторах или других ускорительных установках, для открытия новой научной дисциплины в области изучения легких радиоактивных ядер, радиационных повреждений и многого другого.

SARAF сотрудничал с израильскими научно-исследовательскими институтами и университетами, ^[5] а также с ускорительными лабораториями со всего мира. ^[7] Недавно разработанные компоненты из других проектов ускорителей тестируются в SARAF. ^[7] Soreq NRC и его проект SARAF были хозяевами 26-й двухгодичной конференции LINAC, LINAC'12, в Тель-Авиве в сентябре 2012 года. ^[7]

SARAF является активным учреждением для студентов и молодых исследователей, чтобы они могли выполнять свои аспирантские исследования и практику в области ядерной физики и ядерной инженерии. С 2004 по 2012 год около 10 аспирантов, 15 студентов бакалавриата и 5 постдокторантов выполнили исследовательские проекты, связанные с SARAF. ^[6]

Строительство SARAF было инициировано Soreq NRC в 2003 году и разделено на два этапа:

Фаза I - Достижения фазы I включают первое ускорение 1 мА CW, 4 МэВ протонных пучков через сверхпроводящий ускоритель на основе HWR, регулярно доставляемых к мишеням и отвалам пучков, и низкое ускорение рабочего цикла 5 МэВ дейтронов. Низкоэнергетическое ускорение таких пучков имеет решающее значение для всех нынешних и будущих проектов высокоинтенсивных линейных ускорителей по всему миру. ^[8]

Фаза II – Завершение ускорителя до его заданной производительности, строительство целевого зала, целевых станций и всей необходимой инфраструктуры. Начало фазы II запланировано на 2in3. ^{[ необходимо разъяснение ]} Ускоритель фазы II должен быть завершен к 2018 году, а целевой зал и станции планируется ввести в эксплуатацию к концу десятилетия. ^[9]