VdG II - Urychlovač Van de Graaff – laditelný zdroj monoenergetických neutronů a lehkých iontů - LM2015077 (2016–2019)

AbstraktAbstract

Výzkumná infrastruktura (dále jen „VI“) Urychlovač Van de Graaff HV2500 (dále jen „VdG“) poskytuje lehké ionty (p, d, 4He) s energií v rozsahu 0,2 až 2,5 MeV a mono-energické rychlé neutrony s laditelnou energií ve vybraných oblastech mezi 30 keV až 19 MeV. VI se využívá pro základní i aplikovaný multidisciplinární výzkum v subatomární fyzice, fyzice materiálů a kosmickém výzkumu. Na VdG se přitom modernizují nainstalovaná zařízení (např. pro produkci svazku polarizovaných značených neutronů a jejich interakci s polarizovaným terčem, metody RBS a PIXE pro materiálové povrchové analýzy) a také budují nové experimenty (nízkoenergetické jaderné reakce pro fúzi a astrofyzikální výzkum). Experimenty jsou realizovány ve spolupráci s týmy z ČR a ze zahraničí. Neutronové zdroje a přidružené experimenty na VdG jsou ojedinělé v ČR a ve střední Evropě. Jedná se též o jediný urychlovač částic provozovaný na českých vysokých školách. Studenti, mladí odbornici a české týmy jsou zapojováni do hodnotné fyzikálního výzkumu (jaderné reakce pro fúzi a astrofyzikální studium, spinová fyzika se svazkem značených polarizovaných neutronů a polarizovaným terčem). VI umožňuje tuzemským týmům vyvíjet metodiky, vyzkoušet a kalibrovat prototypy přístrojů a připravovat vlastní experimenty na domácím pracovišti před vysláním do zahraničí, jako jsou základní fyzikální experimenty ATLAS a MoEDAL na LHC v CERN. VdG existuje jako VI od roku 2010, přičemž slouží i dalším VI (LSM pro např. testování scintilačních detektorů). Od roku 2011 je VdG VI vybudována jako referenční pracoviště ESA pro testování a kalibrace neutronově citlivých součástek a detektorů. Od roku 2014 je VI VdG zařazena v IAEA Vídeň mezi odborná školicí zařízení (kategorie urychlovače částic nízko-energetické, zdroje neutronů).

The research infrastructure (hereafter "RI") Van de Graaff accelerator HV 2500 (hereinafter "VdG ') provides light ions (p, d, 4He) in the range 0.2 to 2.5 MeV and mono-energetic fast neutrons with tunable energy in selected ranges from 30 keV to 19 MeV. The VI serves basic and applied multidisciplinary research in subatomic physics, materials physics and space research. Gradual upgrade and modernization are done of the installed instrumentation (e.g. facility for production of tagged and polarized neutrons and the associated polarized target experiment, RBS and PIXE methods for material surface analysis) while also new experiments are built (low energy nuclear reactions for fusion and astrophysics research). Experiments are carried out in collaboration with teams from the Czech Republic and abroad. The neutron sources and the associated experiments at the VdG are unique in the Czech Republic and Central Europe. The RI is also the only particle accelerator operated at Czech universities. Students, young researchers and Czech teams are involved in the valuable physics research (nuclear fusion for fusion and astrophysical studies, spin physics with a tagged polarized neutrons and frozen polarized target). The VI allows domestic teams to develop complete methodology, test and calibrate instrumentation and prototypes and prepare their own experiments at home before deployment abroad such as physics experiments ATLAS and MoEDAL at the LHC at CERN. The VdG VI exists as from 2010, it serves other VI (LSM e.g. for testing scintillation detectors). Since 2011, the VdG VI is built as a reference facility for ESA for testing and calibration of neutron-sensitive components and detectors. Since 2014, the VI VdG is included at the IAEA Vienna among specialized training facilities (low-energy particle accelerator, neutron sources).

VýsledkyResults

• Study of neutron-rich isotopes near N=152 shell closure using Timepix type detectors integrated into the mass separator MASHAStudy of neutron-rich isotopes near N=152 shell closure using Timepix type detectors integrated into the mass separator MASHA
• Relative luminosity measurement with Timepix3 in ATLASRelative luminosity measurement with Timepix3 in ATLAS
• Semi-insulating GaAs based detector of fast neutrons produced by D–T nuclear reactionSemi-insulating GaAs based detector of fast neutrons produced by D–T nuclear reaction
• Detection and separation of x-rays, neutrons and charged particles using hybrid pixel detectorsDetection and separation of x-rays, neutrons and charged particles using hybrid pixel detectors
• Characterization of the radiation field in ATLAS using Timepix detectorsCharacterization of the radiation field in ATLAS using Timepix detectors
• Electrostatic separator as a source of low energy protons (32 keV – 400 keV) on Van de Graaff acceleratorElectrostatic separator as a source of low energy protons (32 keV – 400 keV) on Van de Graaff accelerator
• Improved Fast Neutron Detector Based on Timepix and Plastic Scintillating ConverterImproved Fast Neutron Detector Based on Timepix and Plastic Scintillating Converter
• Detector response and performance of a 500 mu m thick GaAs attached to Timepix3 in relativistic particle beamsDetector response and performance of a 500 mu m thick GaAs attached to Timepix3 in relativistic particle beams
• Pulse shape analysing system for a gridded ionization chamberPulse shape analysing system for a gridded ionization chamber
• Radiation detector based on 4H-SiC used for thermal neutron detectionRadiation detector based on 4H-SiC used for thermal neutron detection
• Research and Development of the Polarized Deuteron Source for the Van de Graaff AcceleratorResearch and Development of the Polarized Deuteron Source for the Van de Graaff Accelerator
• The SATRAM Timepix spacecraft payload in open space on board the Proba-V satellite for wide range radiation monitoring in LEO orbitThe SATRAM Timepix spacecraft payload in open space on board the Proba-V satellite for wide range radiation monitoring in LEO orbit