Idén ősszel a debreceni HUN-REN Atommagkutató Intézet (ATOMKI) adott helyet az ESS (European Spallation Source – Európai Spallációs Neutronforrás) részecskegyorsító divíziója soron következő ülésének, amelyen jelen voltak a nagyberendezés építésében résztvevő nemzetközi partnerek.
Az ESS – mint minden részecskegyorsító – ionforrással indul, ahol előállítják a gyorsítandó részecskéket, jelen esetben a protonokat. Ezek egy többlépcsős folyamatban nyerik el végső energiájukat a hatszáz méter hosszú gyorsítócsőben. A nagyenergiájú protonokat rálövik egy hatalmas, 3 tonna volfrámot tartalmazó forgó kerékre. Az eltalált volfrám atommagokból nagyenergiájú neutronok fröccsennek szét, ezt a jelenséget nevezzük spallációnak. Az így keletkező neutronokat megfelelő lassítás után neutron-nyalábok formájában elvezetik a mérőhelyekhez, ahol végrehajtják az előkészített tudományos kísérleteket.
Az ESS nagyberendezés Európa versenyképességét hivatott növelni a kutatás és fejlesztés területén. Megépítése 13 európai ország összefogásával történik a Svédország déli részén fekvő Lund városában. A tagországok szakértelmükkel, a berendezés részegységeinek kifejlesztésével, legyártásával és üzembe helyezésével, azaz természetbeni hozzájárulással is segítik a létesítést. A feladatok összehangolása nagy kihívást jelent a résztvevőknek, de a tudomány számára építendő egyre nagyobb eszközök csak hasonló nemzetközi együttműködésekben lesznek kivitelezhetők a jövőben. A multidiszciplináris kutatóközpont Európai Kutatási Infrastruktúra Konzorciumként (ERIC – European Research Infrastructure Consortium) működik.
Mára belátható közelségbe került az ESS megvalósulása. A részecskegyorsító berendezés üzembehelyezése után a felgyorsított protonokat először a nyalábcsatorna végén elhelyezkedő nyalábnyelőre vezetik rá. Ha itt minden teszt rendben lefut, akkor lehet a proton-nyalábot a volfrám céltárgyra engedni a rendes üzemmódnak megfelelően. Ennek tervezett ideje 2025 októbere. A nagyberendezés teljes elkészülte 2027 végére várható, a kutatók ekkor vehetik majd igazán birtokba a neutronokat szolgáltató nyalábvégeken a mérőhelyeket.
A különböző fajtájú neutronforrásokat széleskörben alkalmazzák ipari és kutatási célokra; elsősorban ezek energiája, intenzitása, mérete és hordozhatósága szabja meg a felhasználási területet. Kisebb intenzitású, hordozható neutronforrásokat használnak például az aszfalt minőségének ellenőrzésére, a terepen elrejtett robbanószerkezetek felderítésére vagy kutatófúrásokba leeresztve a földtani rétegek feltérképezésére ásványi anyagok után kutatva. Neutronokkal hatalmas konténereket lehet átvizsgálni azok felnyitása nélkül, hogy kiderüljön, van-e bennük elrejtve tiltott anyag, robbanó- vagy kábítószer. Neutronok segítségével nagymennyiségű vetőmagban szándékosan kelthetnek mutációkat nemesítési célból például atomreaktorban.
Az intenzitás, pontosabban a fényesség szempontjából a spallációs neutronforrások a legerősebbek. Közülük is magasan kiemelkedik majd az ESS, amikor eléri a tervezett célt, és előállítja a 2 GeV (gigaelektronvolt) energiájú, 5 MW (megawatt) teljesítményű proton-nyaláb által keltett spallációs neutronokat.
A neutronforrásból legyezőszerűen kiinduló nyalábcsatornák egy-egy mérőhelyben végződnek, amelyek műszereit adott kutatási feladatok végrehajtására tervezték. Az ESS neutronjait az élettelen és az élő természettudományokat művelő kutatók egyaránt hasznosíthatják. Induláskor 5, a létesítési fázis végére 15 mérőhely áll majd rendelkezésre, amelyeket a rákövetkező években továbbiak üzembehelyezése követ; a végső cél 22 mérőberendezés működtetése. Ezeket különféle fantázianevekkel látták el, a név gyakran a mérőeszköz funkcióját leíró rövidítésből keletkezett. Ilyen például a skandináv mitológia legfontosabb istenéről elnevezett ODIN (Optical and Diffraction Imaging with Neutrons – optikai és diffrakciós leképezés neutronokkal).
A 2024 őszén tartott debreceni ülés alkalmával a személyesen jelenlévők és az interneten keresztül bekapcsolódó távoli résztvevők áttekintették a projekt állását, a felmerült új nehézségeket és kihívásokat, az ezekre adandó válaszokat és megoldásokat. Kegyelettel emlékeztek meg Mats Lindroos-ról, a részecskegyorsító divízió idén elhunyt vezetőjéről, akinek embersége és szakmai elhivatottsága kitartásra ösztönző példával szolgál mindenki számára.
Molnár József, az ATOMKI műszaki igazgatója és az intézet ESS projektjének szakmai vezetője bemutatta a jelenleg szerelés alatt álló 50 darab HB-SCB egységet (High Beta Signal Conditioning Box). Ebből az elektronikai egységből 76 darabot korábban már leszállítottak Svédországba és ott helyükre szerelve várják a nagyberendezés üzembe helyezését. Håkan Danared, a részecskegyorsító divízió jelenlegi vezetője megállapította, hogy erős csapatot alkotnak az itt egybegyűlt szakértők, és a debreceni munkaértekezlet alkalmával sikerült még szorosabbá fűzni az együttműködést.
Forrás: ATOMKI
Hozzászólások