| Spallaationeutronilähde | |
|---|---|
| Tyyppi | linac / synkrotroni |
| Tarkoitus | neutronilähde |
| Maa | USA |
| Laboratorio | Oak Ridge |
| Työvuosia | vuodesta 2007 lähtien |
| Tekniset tiedot | |
| Hiukkaset | protonit |
| Energiaa | 1 GeV |
| Kehä/pituus | 248 m |
| Toistotaajuus | 60 Hz |
| Hiukkasten lukumäärä nipussa | 2×10 14 |
| muita tietoja | |
| Maantieteelliset koordinaatit | 35°57′03″ s. sh. 84°18′07″ W e. |
| Verkkosivusto | neutrons.ornl.gov/sns |
| Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa | |
Spallation Neutron Source on maailman voimakkain pulssikiihdyttimen neutronilähde Oak Ridge National Laboratoryssa Yhdysvalloissa.
Neutronivuo syntyy halkeamisreaktion [1] [2] seurauksena , kun korkeaenerginen protonisäde pudotetaan raskaan ytimen materiaalista valmistettuun kohteeseen: protoni lyö yksittäisiä nukleoneja ytimestä jättäen ydin epävakaassa ja kiihtyneessä tilassa. Ydin lähettää protoneja, neutroneja, alfahiukkasia, joiden tyypillinen "ydinenergia" on ~ 2 MeV, vain neutronit, joilla ei ole sähkövarausta, ylittävät kohteen. Alkuprotonin tyrmänneet korkeaenergiset nukleonit jatkavat kaskadihalkeilureaktiota alennetulla energialla. Asennuksen säästämiseksi korkean lämmön vapautumisen aiheuttamalta ylikuumenemiselta ajetaan sen läpi suurella nopeudella elohopeaa. Joka sekunti noin kolmesataa kiloa metallia kulkee kohteen läpi, joka sitten jäähtyy ja palaa kiertoon. Sama elohopea toimii pääasiallisena kohdemateriaalina. Kun protoni osuu elohopean ytimeen, se hajoaa ja palaset haihduttavat neutroneja [3] .
Kiihdytinkompleksi koostuu ruiskusta, lineaarisesta kiihdyttimestä , varastorenkaasta ja kohdekokoonpanosta [4] . Negatiivisten vetyionien säde H − tuotetaan tilavuusplasma-ionilähteessä nippujonon muodossa, joka kiihdytetään RFQ-lineaarisessa kiihdytinssä 2,5 MeV:n energiaan ja lähetetään pääsuprajohtavaan linakkiin lähdöllä. energia 1 GeV.
Seuraavaksi säde ruiskutetaan Accumulation Ring (AR) -renkaaseen , jossa intensiivinen protonisäde kerääntyy varauksenvaihtoinjektion vuoksi : elektronit irrotetaan ioneista. Nimelliskäyttötavassa 2 MW teholla säteen 1060 kierroksen aikana kerääntyy 2 × 10 14 protonia nippuun, jonka kesto on 0,7 μs. Kertynyt säde pudotetaan elohopeakohteeseen neutronien tuottamiseksi suuressa koehallissa. Koko kompleksi toimii 60 Hz:n toistotaajuudella.
Kompleksissa on 20 koeasemaa [5] materiaalitieteen, biologian ja perusfysiikan kokeita varten.
Kompleksin loi kuusi Yhdysvaltain kansallista laboratoriota: Oak Ridge , Argonne , Brookhaven , Berkeley , Los Alamos ja Jefferson . Yhdysvaltain kongressi hyväksyi kompleksin kehittämisen vuonna 1995 [6] ; kiihdytinten rakentaminen maksoi 1,4 miljardia dollaria ja se valmistui vuonna 2006; lähde aloitti toimintansa ensimmäisille käyttäjille vuonna 2007. Vuonna 2017 yli 1 400 tutkijaa käytti järjestelmää kokeisiin.