VdG III - Urychlovač Van de Graaff - laditelný zdroj monoenergetických neutronů a lehkých iontů - LM2018108 (2020–2022)

AbstraktAbstract

Výzkumná infrastruktura (VI) VdG je mnohoúčelová laboratoř pracující s různými druhy ionizujícího záření. Centrálním zařízením VI je Van de Graaffův urychlovač HV2500, jenž je spravován Ústavem technické a experimentální fyziky ČVUT v Praze (ÚTEF). Urychlovač poskytuje svazky lehkých iontů (p, d, He) s energií v rozmezí 0,3–2,5 MeV na elementární náboj a dále monoenergetické rychlé neutrony s laditelnou energií v rozmezí 30 keV – 17 MeV. V rámci VI probíhá základní výzkum v oblasti subatomární fyziky (např. měření účinných průřezů jaderných reakcí), materiálový výzkum (např. odolnost materiálu vůči poškozujícímu ionizujícímu záření, analýzy povrchů metodami RBS, PIXE), místní zdroje záření jsou využívány ke kalibraci a testování detektorů záření (např. jejich odezvy, účinnosti a dlouhodobé stability), včetně detekčních zařízení určených pro použití ve vesmíru. VI je ojedinělým zařízením svého druhu v České republice a jediným urychlovačem částic provozovaným na českých vysokých školách. Experimenty jsou realizovány ve spolupráci s týmy z ČR a ze zahraničí. V rámci VI VdG se modernizují nainstalovaná zařízení (monitorovací a řídicí systémy urychlovače), sestavy stávajících experimentů (např. pro produkci svazku polarizovaných značených neutronů a sledování jejich interakce s polarizovaným terčem) a také budují nové experimenty (např. pro měření tzv. Atomki anomálie). Hlavním cílem projektu VI VdG je financování potřebného technologického rozvoje přímo spjatého se zařízením nabízeným VI a udržitelnosti běžného provozu laboratoře.

Research Infrastructure (VI) VdG is a multi-purpose laboratory working with different types of ionizing radiation. The central facility of the VI is the Van de Graaff Accelerator HV2500, administered by the Institute of Experimental and Applied Physics of the Czech Technical University in Prague (IEAP). The accelerator provides light ion beams (p, d, He) with energy in the range of 0.3 – 2.5 MeV per elemental charge, and monoenergetic fast neutrons with tunable energy in the range of 30 keV – 17 MeV. Under VI, basic research is conducted in the field of subatomic physics (eg measurement of cross sections of nuclear reactions), material research (eg resistance of material to damaging ionizing radiation, surface analysis by RBS, PIXE methods), local radiation sources are used for calibration and testing of radiation detectors (eg their response, efficiency and long-term stability), including detection equipment intended for use in space. VI is a unique facility of its kind in the Czech Republic and the only particle accelerator operated at Czech universities. The experiments are carried out in cooperation with teams from the Czech Republic and abroad. The VI VdG upgrades installed equipment (accelerator monitoring and control systems), modernizes existing experiments (eg to produce a polarized tagged neutron beam and study its interaction with a polarized target) and also builds new experiments (eg to measure the so-called Atomki anomaly). The main objective of the current VI VdG project is to finance the necessary technological development directly linked to the equipment offered by the VI and the sustainability of the laboratory's normal operation.

VýsledkyResults

• Radon-absorption testing setupRadon-absorption testing setup
• Position sensitive Multiwire Proportional Counter with delay-line readoutPosition sensitive Multiwire Proportional Counter with delay-line readout
• Laboratory apparatus for humidity and Li-content measurement of sand samplesLaboratory apparatus for humidity and Li-content measurement of sand samples
• Characterization of a newly developed readout electronics system for strip detectorsCharacterization of a newly developed readout electronics system for strip detectors
• Timepix3 Luminosity Determination of 13-TeV Proton-Proton Collisions at the ATLAS ExperimentTimepix3 Luminosity Determination of 13-TeV Proton-Proton Collisions at the ATLAS Experiment
• Cross sections for the Cl-35(n, alpha) P-32 reaction in the 3.3-5.3 MeV neutron energy regionCross sections for the Cl-35(n, alpha) P-32 reaction in the 3.3-5.3 MeV neutron energy region
• Detection resolving power of SiC Timepix3 detector to electrons, neutrons, ions and protonsDetection resolving power of SiC Timepix3 detector to electrons, neutrons, ions and protons
• Cross sections of the Zr 91 (n,α) Sr 88 reaction in the 3.9-5.3 MeV neutron energy regionCross sections of the Zr 91 (n,α) Sr 88 reaction in the 3.9-5.3 MeV neutron energy region
• A spectrometer for the measurement of anomalies in the angular correlation of electron and positron internally produced in excited 8Be and 4HeA spectrometer for the measurement of anomalies in the angular correlation of electron and positron internally produced in excited 8Be and 4He
• A freezer for vacuum chambersA freezer for vacuum chambers
• Triangular holder for three Timepix3 detectors for use in vacuum chambersTriangular holder for three Timepix3 detectors for use in vacuum chambers
• Measurement of angular correlations in low-energy internally-created e−e+ pairs using Timepix3 pixel detectorsMeasurement of angular correlations in low-energy internally-created e−e+ pairs using Timepix3 pixel detectors
• Programmable power supply to drive ion-beam-deflection dipole magnetsProgrammable power supply to drive ion-beam-deflection dipole magnets
• X-ray Single-Pixel Imaging with MPGD-based detectorsX-ray Single-Pixel Imaging with MPGD-based detectors
• Nested neutron sprectrometer systemNested neutron sprectrometer system
• Measurements of D-D fusion neutrons generated in nanowire array laser plasma using Timepix3 detectorMeasurements of D-D fusion neutrons generated in nanowire array laser plasma using Timepix3 detector
• System of accelerator cooling-water flow measurementSystem of accelerator cooling-water flow measurement
• Optical signal readout from the high-voltage VdG accelerator terminalOptical signal readout from the high-voltage VdG accelerator terminal
• Time Projection Chamber operating with SAMPA front-endTime Projection Chamber operating with SAMPA front-end
• Optical remotely-controlled accelerator-beam monitor with beam electric-current measurementOptical remotely-controlled accelerator-beam monitor with beam electric-current measurement
• N-type HPGe detector systemN-type HPGe detector system