Установка для пучков редких изотопов
 | Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют достаточные соответствующие встроенные цитаты . ( Октябрь 2020 г. ) |
| Установка для пучков редких изотопов (FRIB) | |
|---|---|
 Вид на ФРИБ на юго-восток. | |
 | |
| Общая информация | |
| Тип | Объект для пользователей Управления науки Министерства энергетики США |
| Адрес | 640 Саут-Шоу-лейн |
| Город или город | Ист-Лансинг, Мичиган |
| Страна | Соединенные Штаты |
| Координаты | 42 ° 43'29,21 "N 84 ° 28'25,78" W / 42,7247806 ° N 84,4738278 ° W |
| Завершенный | июнь 2022 г. |
| Открыт | 2 мая 2022 г. |
| Расходы | 765 миллионов долларов США (общая стоимость проекта) |
| Владелец | Мичиганский государственный университет |
| Технические детали | |
| Площадь пола | 220 160 кв. футов (20 454 м ) 2 ) |
| Проектирование и строительство | |
| Архитектурная фирма | СмитГрупп Дж.Дж.Р. |
| Генеральный подрядчик | Бартон Мэлоу |
| Веб-сайт | |
| Фриб | |
| Общие свойства | |
|---|---|
| Тип ускорителя | линейный ускоритель |
| Тип луча | тяжелый ион |
| Тип цели | фиксированная цель |
| Свойства балки | |
| Максимальная энергия | 295 МэВ/ед. |
| Физические свойства | |
| Длина | 517 м |
| Расположение | Ист-Лансинг, Мичиган |
| учреждение | Университет штата Мичиган , Министерство энергетики США |
| Даты работы | 2022-настоящее время |
| Предшественник | Национальная лаборатория сверхпроводящих циклотронов |
Установка для пучков редких изотопов ( FRIB ) — это научно-исследовательский центр ядерной науки, финансируемый Управлением науки Министерства энергетики США (DOE-SC), Университетом штата Мичиган (MSU) и штатом Мичиган . Университет штата Мичиган внес дополнительные 212 миллионов долларов различными способами, включая землю. МГУ создал и управляет FRIB в качестве пользовательского центра Управления ядерной физики Управления науки Министерства энергетики США. В FRIB ученые исследуют свойства редких изотопов для расширения знаний в области ядерной физики , ядерной астрофизики , фундаментальных взаимодействий ядер и реального применения редких изотопов. Строительство традиционных объектов ФРИБ началось весной 2014 года и завершилось в 2017 году. Техническое строительство началось осенью 2014 года и завершилось в январе 2022 года. Общая стоимость проекта составила 730 млн долларов США, завершение проекта - в июне 2022 года. [1]
FRIB предоставит исследователям технические возможности для изучения свойств редких изотопов (то есть короткоживущих атомных ядер , обычно не встречающихся на Земле). Реальные применения исследований включают материаловедение , ядерную медицину и фундаментальное понимание ядерных материалов, важных для управления запасами ядерного оружия . В рамках Организации пользователей FRIB было организовано более 20 рабочих групп, специализирующихся на экспериментальном оборудовании и научных темах.
FRIB будет способен расширить известную таблицу нуклидов примерно с 3000 идентифицированных изотопов до более чем 6000 потенциально идентифицируемых изотопов. [2] Он будет ускорять лучи известных изотопов через матрицу, которая разрушает ядра, образуя множество необычных изотопов с коротким периодом полураспада . Они будут «фильтроваться», направляя нежелательные изотопы заряда/массы с помощью магнитного поля, оставляя небольшой луч желаемого нового изотопа для изучения. Такой луч может также нацеливаться на другие известные изотопы, сливаясь с мишенью, чтобы создать еще неизвестные изотопы для дальнейшего изучения. Это позволит расширить Карту Нуклидов в сторону ее внешних сторон, так называемой Ядерной капельной линии . Это также позволит расширить Карту в сторону более тяжелых изотопов, в сторону Острова стабильности и за его пределы. [2]
Создание установки для пучков редких изотопов (FRIB) является первой рекомендацией в Десятилетнем исследовании ядерной физики Национальных академий 2012 года: Ядерная физика: изучение сути дела . [3] Приоритет завершения указан в Долгосрочном плане развития ядерной науки на 2015 год: реализация «Достижение горизонта». [4] Консультативным комитетом по ядерной науке Министерства энергетики США/ННФ.
В учреждении действует мощная программа по медицинской физике под эгидой университетского факультета охраны окружающей среды и безопасности. [5]
События
[ редактировать ]11 декабря 2008 г. DOE-SC объявил о выборе Университета штата Мичиган для разработки и создания FRIB. [6]
В сентябре 2010 года проект получил одобрение Критического решения 1 (CD-1), которое установило предпочтительную альтернативу и связанные с ней установленные затраты и диапазоны сроков. [7]
1 августа 2013 г. DOE-SC утвердил базовый план проекта (CD-2) и начало гражданского строительства (CD-3a) в ожидании уведомления о продолжении. Гражданское строительство не могло начаться в соответствии с резолюцией о продолжающихся ассигнованиях, которая запрещала начало нового строительства. [8]
25 февраля 2014 г. правление Мичиганского стратегического фонда [9] встретились в Университете штата Мичиган и утвердили почти 91 миллион долларов на поддержку строительства FRIB. [10]
ФРИБ ознаменовал официальное начало гражданского строительства церемонией закладки фундамента. [11] 17 марта 2014 г. На мероприятии присутствовали представители делегации Мичигана , штата Мичиган , Университета штата Мичиган и Управления науки Министерства энергетики США . Техническое строительство началось в октябре 2014 года после одобрения CD-3b Министерства энергетики США.
В марте 2017 года ФРИБ добился выгодной эксплуатации объектов гражданского строительства, в результате чего работы по техническому монтажу были расширены. [12]
В феврале 2019 года FRIB ускорил лучи через первые 15 (из 46) криомодулей до 10 процентов конечной энергии пучка FRIB. [13] В августе 2019 года радиочастотный квадруполь (RFQ) был настроен на мощность выше 100 кВт - мощность непрерывного излучения, необходимая для достижения цели миссии FRIB - ускорения урановых пучков. Запрос предложений готовит луч к дальнейшему ускорению в линейном ускорителе.
В январе 2020 года было практически завершено строительство двух пристроек здания, финансируемых МГУ. Здание криогенной сборки будет использоваться для обслуживания криомодулей и проведения криогенных исследований. Спектрометр высокой жесткости и хранилище для сбора изотопов разместят исследовательское оборудование для сбора изотопов и предоставят пространство для экспериментов. [14]
В марте 2020 года FRIB ускорил луч аргона-36 через 37 из 46 сверхпроводящих криомодулей до 204 МэВ/нуклон или 57 процентов скорости света. [15]
В сентябре 2020 года Министерство энергетики назначило FRIB пользовательским объектом DOE-SC. Министр энергетики США Дэн Бруйетт объявил о назначении на специальной церемонии, проходившей на открытом воздухе в МГУ, под палаткой, прилегающей к FRIB. [16]
24 февраля 2021 года FRIB объявил, что в ответ на их первый конкурс заявок было подано 82 предложения с запросом на 9784 часа эфирного времени и шесть писем о намерениях, охватывающих 16 из 17 контрольных показателей национальных академий для FRIB. Эти предложения представляют международное сообщество пользователей FRIB, насчитывающее более 1500 ученых. В число респондентов вошли 597 отдельных ученых, 354 из которых - из США. Они представляют 130 учреждений в 30 странах и 26 штатах США. [17]
25 января 2022 года команда проекта FRIB доставила первый пучок тяжелых ионов в фокальную плоскость сепаратора фрагментов FRIB, что ознаменовало техническое завершение проекта FRIB. [18]
1–2 февраля 2022 г. в ходе проверки, проведенной Управлением оценки проектов DOE-SC, была проверена готовность FRIB к завершению проекта и рекомендовано, чтобы FRIB был готов к принятию критического решения 4 (утверждение завершения проекта). [19]
Университет штата Мичиган объявил о церемонии перерезания ленточки 2 мая 2022 года. [20]
22 июня 2022 года успешно завершился первый эксперимент во ФРИБ, в котором изучался бета-распад фрагментов кальция-48 , которые настолько нестабильны, что существуют лишь доли секунды. [21] В первом научном пользовательском эксперименте FRIB приняли участие Аргоннская национальная лаборатория , Брукхейвенская национальная лаборатория , Университет штата Флорида , FRIB , Национальная лаборатория Лоуренса Беркли , Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса , Университет штата Луизиана , Национальная лаборатория Лос-Аламоса , Университет штата Миссисипи , Национальная лаборатория Ок-Ридж , и Университет Теннесси . 14 ноября 2022 года результаты первого эксперимента были опубликованы в журнале Physical Review Letters . [22] [23]
Примечания
[ редактировать ]- ^ «FRIB | Установка для пучков редких изотопов | Университет штата Мичиган» . frib.msu.edu . Проверено 3 сентября 2023 г.
- ^ Jump up to: а б «Самое большое расширение известной химической вселенной, нацеленное на ядерную установку FRIB» . Мир физики . 16 февраля 2021 г.
- ^ «Ядерная физика: исследование сути материи» (PDF) . Национальная академия наук . 2012 . Проверено 3 сентября 2023 г.
- ^ «Достигая горизонта: долгосрочный план развития ядерной науки на 2015 год» . www.inspirhep.net .
- ^ «Контакты» . ehs.msu.edu . Проверено 3 сентября 2023 г.
- ^ «Информационный бюллетень» . Министерство энергетики . Проверено 12 ноября 2008 г.
- ^ Миллер, Мэтью. «Федеральные власти одобрили концепцию проекта ядерно-физического центра МГУ» (PDF) . Государственный журнал Лансинга. Архивировано из оригинала (PDF) 7 ноября 2013 года . Проверено 9 сентября 2010 г.
- ^ Гласмахер, Томас. «Управление науки Министерства энергетики США одобряет CD-2 и CD-3a» . ФРИБ . Проверено 5 августа 2013 г.
- ^ «Стратегический фонд Мичигана | О MEDC | Мичиганский бизнес» .
- ^ Миллер, Мэтью. «Государственный ОКС 91М для МГУ ФРИБ» . Государственный журнал Лансинга . Проверено 25 февраля 2014 г.
- ^ Смит, Джей Скотт (17 марта 2014 г.). «ФРИБ штата Мичиган назвал «трудом любви» во время церемонии закладки фундамента» . МЖив .
- ^ «24 марта гражданское строительство достигло выгодной заселенности» . frib.msu.edu . 31 марта 2017 г.
- ^ «FRIB ускоряет лучи неона, аргона, криптона и ксенона» . frib.msu.edu . 3 апреля 2019 г.
- ^ «ФРИБ завершает ход гражданского строительства и восстановления объекта» . frib.msu.edu . 12 декабря 2019 г.
- ^ «FRIB ускоряет пучок аргона-36 в 37 из 46 криомодулей до полной энергии пучка 200 МэВ/нуклон, необходимой для завершения проекта» . frib.msu.edu . 19 марта 2020 г.
- ^ Лайонс, Крейг (29 сентября 2020 г.). «Установка МГУ по производству пучков редких изотопов стоимостью 730 миллионов долларов получила федеральный статус» . Государственный журнал Лансинга .
- ^ «Предложения по первым экспериментам FRIB соответствуют национальным приоритетам и охватывают все возможности FRIB» . frib.msu.edu . 24 февраля 2021 г. . Проверено 3 сентября 2023 г.
- ^ «Команда проекта FRIB доставляет первый луч в фокальную плоскость сепаратора фрагментов» . frib.msu.edu . 25 января 2022 г. . Проверено 3 сентября 2023 г.
- ^ «Офис оценки проектов DOE-SC проведет обзор FRIB CD-4 1-2 февраля» . frib.msu.edu . 2 февраля 2022 г. . Проверено 3 сентября 2023 г.
- ^ «Установка для пучков редких изотопов откроет двери для открытий» . frib.msu.edu . 11 апреля 2022 г. . Проверено 3 сентября 2023 г.
- ^ «Первый эксперимент ФРИБ завершился успешно» . frib.msu.edu . 14 июня 2022 г. . Проверено 3 сентября 2023 г.
- ^ Кроуфорд, Х.Л.; и др. (2022). «Пересечение N = 28 в направлении линии капель нейтронов: первое измерение периодов полураспада на FRIB» . Письма о физических отзывах . 129 (21): 212501. Бибкод : 2022PhRvL.129u2501C . doi : 10.1103/PhysRevLett.129.212501 . ПМИД 36461950 . S2CID 253600995 .
- ^ Бирон, Лорен (14 ноября 2022 г.). «Эксперимент FRIB доводит элементы до предела» . Информационный центр лаборатории Беркли .
См. также
[ редактировать ]- Завод радиоактивных изотопов
- Установка для исследования антипротонов и ионов
- Большой национальный ускоритель тяжелых ионов
- Поточный массовый сепаратор изотопов
- Научный проект по редким изотопам
Ссылки
[ редактировать ]- «Ядерный исследовательский центр штата Мичиган стоимостью 765 миллионов долларов откроется в 2021 году» . Детройтский бизнес Крейна . Ассошиэйтед Пресс. 5 августа 2019 г.
- Марк Джонсон (29 июля 2019 г.). «Установка для пучков редких изотопов завершена на 92 процента » . Государственный журнал Лансинга .
- Р. Дж. Уолкотт (15 августа 2018 г.). «Десять лет спустя директор Центра по производству редких изотопов видит финишную черту» . Государственный журнал Лансинга .
- Криогенное общество Америки, Inc. (8 января 2018 г.). «МГУ создает криогенную инициативу во ФРИБ» . Холодные факты .
- Р. Дж. Уолкотт (22 декабря 2017 г.). «Штат Мичиган планирует потратить 35 миллионов долларов на дополнительные технологии и новое здание для FRIB» . Государственный журнал Лансинга .
- Адриан Чо (24 ноября 2017 г.). «Земные поиски космического происхождения золота» . Наука . 358 (6366): 981–982. Бибкод : 2017Sci...358..981C . дои : 10.1126/science.358.6366.981 . ПМИД 29170212 .
- МГУ сегодня (16 ноября 2017 г.). «МГУ создаст программу обучения для решения проблемы нехватки в стране ученых и инженеров по ускорителям» . Фокс 47 .
- Стив Кармоди (24 сентября 2017 г.). «Проект МГУ FRIB достигает важной вехи» . Мичиганское радио NPR .
- Гаррет Эллисон (17 декабря 2015 г.). «Ядерный исследовательский центр МГУ получит 100 миллионов долларов» . МЖив .
- Николь Чедвик (21 сентября 2015 г.). «Внутри ФРИБ» . ВИЛКС ТВ-10 .
- Евгения Сэмюэл Райх (30 августа 2011 г.). «Завод «Изотоп» ускоряется» . Природа . Архивировано из оригинала 15 марта 2016 года. Архивировано из оригинала 15 марта 2016 года.
- Лори Хиггинс (18 января 2011 г.). «Ядерные исследования ведут МГУ». Детройт Фри Пресс .
- Мариса Шульц (12 декабря 2008 г.). «МГУ выделил изотопную лабораторию на 550 миллионов долларов» . Детройтские новости .
- Адриан Чо (11 декабря 2008 г.). «Штат Мичиган выбран для акселератора стоимостью полмиллиарда долларов» . Наука . Архивировано из оригинала 21 июня 2013 года . Проверено 6 декабря 2011 г.
