Témata
Reklama

Nový urychlovač částic v ruské Dubně za účasti český firem

Nový komplex pro srážení těžkých iontů vzniká ve Spojeném ústavu jaderných výzkumů (SÚJV) v ruské Dubně. Nový komplex NICA (Nuclotron based Ion Collider fAcility) pomůže vědcům kromě jiného "podívat se" do nitra neutronových hvězd. První experimenty mají proběhnout v roce 2020.

Nový urychlovač pro srážení těžkých iontů vzniká ve Spojeném ústavu jaderných výzkumů (SÚJV) v ruské Dubně. Komplex NICA (Nuclotron based Ion Collider fAcility) pomůže vědcům kromě jiného „podívat se“ do nitra neutronových hvězd. První experimenty mají proběhnout v roce 2020.

SÚJV patří k předním ústavům, které se zabývají subjadernou fyzikou. Vznikl v roce 1956 jako mezinárodní výzkumné centrum sdružující vědce ze zemí bývalého východního bloku. Československo bylo jedním ze zakládajících členů a v rámci ústavu mají Česko a Slovensko dosud jakési výsadní postavení – prvním zástupcem ředitele ústavu byl prof. Václav Votruba a i v pozdějších letech zastávali přední českoslovenští vědci vedoucí pozice.
Jedním z posledních objevů spojených s SÚJV je pozorování a pojmenovávání nových velmi těžkých prvků s protonovými čísly 113–118, jejichž rapidně rostoucí doba života ukazuje na existenci tzv. ostrova stability. Tyto prvky byly vyprodukovány ve spolupráci SÚJV a amerických ústavů Lawrence Livermore National Laboratory a Oak Ridge National Laboratory v předešlých letech a na konci loňského roku proběhly médii zprávy o návrzích jejich názvů.

Reklama
Reklama
Reklama

Zařízení komplexu NICA

Jak už název nového komplexu napovídá, bude založen na existujícím urychlovači částic Nuclotron. Tento supravodivý synchrotron byl uveden do provozu v roce 1993 a urychluje ionty až po zlato do kinetické energie 4,5 GeV/nukleon. Jde o jediný urychlovač tohoto typu na euroasijském kontinentu a v Dubně slouží k výzkumu v oblasti částicové fyziky. Je vybaven supravodivými magnety vyvinutými v SÚJV, které umožňují rychlý náběh magnetického pole do 4 T.s-1. Podobné magnety byly taktéž vyvinuty pro synchrotron SIS-100 budovaný v Darmstadtu v rámci projektu FAIR.


Vizualizace budoucí podoby komplexu NICA

Pro zvětšení klikněte na obrázek.

Komplex NICA bude zahrnovat řadu nových experimentálních zařízení od zdrojů iontů přes meziurychlovač až po srážeč. Součástí injekčního komplexu je také zdroj těžkých iontů Krion-6T, vyvíjený v Dubně na bázi elektronové struny v magnetickém poli 6 tesel, zdroj polarizovaných iontů a lineární urychlovače. Většina z těchto zařízení je nyní montována nebo testována. Dále vzniká kruhový meziurychlovač těžkých iontů Booster, který má obvod 211 m a urychluje jádra do energie 0,6 GeV/nukleon. Do provozu má být uveden koncem příštího roku.

V experimentální hale s pevnými terči, na něž dopadá urychlený svazek z Nuclotronu, je budován a testován nový detektor Baryonic Matter at Nuclotron (BM@N). Jeho účelem bude zkoumání excitované baryonové hmoty v oblasti nižších energií, kterou nebude pokrývat srážeč komplexu NICA.

Posledním zařízením je srážeč o obvodu 503 m a kinetických energiích svazků 1 až 4,5 GeV/nukleon. Srážeč bude vybaven dvěma velkými detektory MPD (Multi Purpose Detector) a SPD (Spin Physics Detector – detektor určený pro experimenty s polarizovanými svazky).

Schéma umístění jednotlivých částí komplexu NICA

Cíl komplexu NICA

Srážeč komplexu NICA je určen k pokrytí vědecky zajímavého rozsahu energií s maximální dosažitelnou baryonovu hustotou, srovnatelnou s hustotou v nitru neutronových hvězd, kdy je možno při srážkách těžkých iontů pozorovat vznik kvark-gluonového plazmatu s projevem kritických jevů. Stávající experimentální zařízení při těchto pokusech dosahují stonásobně až tisícinásobně menší luminozity, než je očekáváno od komplexu NICA. Existence svazků protonů a deuteronů s podélnou i příčnou polarizací dále umožní provedení kritických experimentů v oblasti spinové fyziky, zaměřených mj. na řešení problému tzv. spinové krize – vyjasnění, jaká část spinu protonu připadá na kvarky a gluony a jaká na jejich orbitální úhlový moment.

Výroba komponent

Urychlovač Booster a srážeč budou používat nové supravodivé magnety domácí konstrukce. Vývojem a výrobou vodičů se zabývá výzkumný ústav VNIINM, který patří do struktury ruské palivové společnosti TVEL, dodavatele jaderného paliva pro všechny české a slovenské reaktory. Pro tento účel ústav vyvinul nové supravodiče ze slitiny niobu a titanu, které mají nižší energetické ztráty než předchozí typy.

V rámci vývoje bylo nejdříve vyrobeno zkušební vlákno o délce 300 mm, na němž byly ověřeny požadované vlastnosti. Potom byla vyvinuta dvoufázová metoda kroucení vláken, která dá vodiči očekávaný tvar a mechanické vlastnosti. Po odladění procesu výroby a kroucení mohly být vyrobeny supravodiče pro magnety urychlovače Boosteru, které jsou nyní testovány.

Urychlovač částic Nuclotron, který je základem komplexu NICA.

Češi se budou na komplexu NICA podílet nejen vědecky, ale také dodavatelsky. Stavební skupina PSJ zvítězila v roce 2013 v tendru na subdodávku stavební části projektu, některá vakuová zařízení dodá firma Vakuum Praha a části konstrukce supravodivých magnetů pro detektor MPD zajistí firma Vítkovice Steel. Dodávky od vítkovické firmy budou představovat asi 690 tun ocelových konstrukcí a budou mít hodnotu v přepočtu asi 50 milionů korun. Pro firmu bude mít tato zakázka význam především v nových referencích na vědecké zařízení světového významu.

Zpracováno podle firemních podkladů

zuzana.sommerova@essential-com.cz

Reklama
Vydání #10
Kód článku: 161066
Datum: 27. 09. 2016
Rubrika: Servis / Zajímavosti
Autor:
Firmy
Související články
Supravodič, to je 8 200 vláken o průměru pět mikrometrů

Poměrně dobře je známo, že Velký hadronový urychlovač v CERNu používá supravodivé magnety a že je bude používat i tokamak ITER. Jak je to však s použitím supravodičů v dalších vědeckých zařízeních? Kdy byl použit supravodič poprvé?

Hyperrychlost pro superspolehlivost

Rosatom vyvíjí a používá superpočítače schopné provést stovky trilionů operací za sekundu.

S uranem v podpalubí

V březnovém vydání MM Průmyslového spektra jsme publikovali článek pod názvem Jaderné ledoborce pro Severní cestu. Jelikož tento text vzbudil zájem řady čtenářů, rozhodli jsme se na toto téma připravit další podrobnější příspěvek.

Související články
Jaderná energetika: Liga přestárlých

Kam nemůže slunce, tam musí lékař, praví staré přísloví. I ten si ovšem může na ledacos v těle posvítit – třeba pomocí radionuklidů v injekční stříkačce. Výroba nejpoužívanějších radiofarmak na bázi metastabilního izotopu technecia 99mTc, s nímž se provádí více než tři čtvrtiny vyšetření, je přitom závislá na několika dosluhujících reaktorech. A přestože v Česku podobné radionuklidy umíme vyrobit také, zatím stále marně čekáme, zda se na trhu naskytne další šance. V našem seriále o využití štěpení jádra pro civilní účely se tentokráte vypravíme do prostředí, které je nám všem blízké – lékařství a medicíny.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Unikátní gravírovací technologie

Gravírování šperků? Skla? Samozřejmě, s tím se člověk setká denně. Ale gravírování v technickém průmyslu? Může mít v obrovských halách dokonalých strojů úspěch něco tak nenápadného? Společnost Mepac CZ dokázala, že ano.

Progres v navyšování podílu na trhu

Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

Průmyslové využití nejvýkonnějších laserů

Již několik desetiletí jsme svědky postupného nabývání významu a upevňování pozice laserů nejen v průmyslových provozech, ale i ve zdravotnictví, metrologii a mnoha dalších oblastech. Na stránkách tohoto vydání je uvedeno hned několik možností jejich využití, všechny jsou však velmi vzdálené možnostem laserů vyvíjených v centru HiLASE. V Dolních Břežanech u Prahy totiž vyvíjejí „superlasery“.

Experimentální zařízení pro měření dynamického chování radiálního vodního čerpadla

Součástí nabídkového řízení velkých vodních čerpadel je i přejímací test zmenšeného modelu čerpadla, na němž jsou zákazníkovi předvedeny jeho hydraulické charakteristiky a současně jsou testovány reakční síly v čerpadle. Tyto údaje jsou velmi důležité pro finální dimenzování stavby vodního díla.

Výzkumné a vývojové technologie v Řeži jsou příležitostí pro český výzkum a prům

Centrum výzkumu Řež s.r.o. (CVŘ) je výzkumná organizace, která navazuje na tradici jaderného výzkumu v řežském údolí a rozšiřuje jej do oblastí nových technologií ve sféře základního i aplikovaného, tzv. předkomerčního výzkumu. Je provozovatelem dvou výzkumných reaktorů a celé řady technologií pro výzkum a vývoj v jaderné oblasti.

Od vzdělávání přes úspory až po virtuální realitu

Společnost Siemens se zúčastnila všech dosud konaných ročníků Mezinárodního strojírenského veletrhu v Brně a tradice pokračuje i v letošním roce, kdy hlavním tématem expozice je časová a energetická efektivita v rámci celého životního cyklu stroje - od jeho návrhu až k výrobě. Že je ochrana životního prostředí pro Siemens téma číslo jedna, podpoří i divácky atraktivní část expozice, ve které se představí nový model elektromobilu BMW i3, který je od jara letošního roku součástí vozového parku společnosti Siemens.

Made in Česko: Bezpečné bezdrátové spojení pro všechny

Prognózy, které se týkají internetu věcí (IoT) a průmyslového internetu věcí (IIoT), se mění stejně rychle jako možnosti této technologie samy. Už v roce 2008 bylo na světě víc připojených zařízení než lidí a odborníci ze Světového ekonomického fóra (WEF) tvrdí, že do roku 2025 bude 41,6 miliardy zařízení zachycovat data o tom, jak žijeme, pracujeme, pohybujeme se, jak fungují naše zařízení, stroje.

Stroje v pohybu:
Divoká jízda sondy Pathfinder

Sonda Mars Pathfinder, která 4. července 1997 přistála na rudé planetě, se může pyšnit několika prvenstvími. Třeba tím, že šlo o první mimozemský výsadek masově sledovaný uživateli internetu. Nebo tím, že jako první dopravila na Mars kolové průzkumné vozidlo, rover Sojourner.

Profesor Stanislav Hosnedl 80

V říjnu tohoto roku se prof. Stanislav Hosnedl dožívá významného životního jubilea 80 roků. V roce 1964 dokončil studia v oboru Konstrukce obráběcích strojů na VŠSE FST v Plzni. Roku 1984 získal vědecko-akademický titul CSc., který po revoluci, později v roce 1990, obhájil také na ČSAV Praha. V roce 1992 se habilitoval a konečně v roce 2002 byl jmenován profesorem pro obor Strojní inženýrství.

Stroje v pohybu: Raketa, která změní svět

Americký podnikatel Elon Musk se od založení své firmy SpaceX v březnu 2002 netají tím, že jeho dlouhodobým cílem je kolonizace Marsu člověkem. Již letos přitom plánuje uskutečnit premiérový start orbitální rakety Starship, která mu má tento cíl pomoci splnit.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit