Установка для пучков редких изотопов - Facility for Rare Isotope Beams
 | Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста помоги Улучши это или обсудите эти вопросы на страница обсуждения. (Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)
|
| Установка для пучков редких изотопов (FRIB) | |
|---|---|
 Университет штата Мичиган создает и управляет FRIB в качестве пользовательского объекта для Управления ядерной физики в Управлении науки Министерства энергетики США. FRIB позволит ученым делать открытия о свойствах редких изотопов, чтобы лучше понимать физику ядер, ядерную астрофизику, фундаментальные взаимодействия и приложения для общества, в том числе в медицине, национальной безопасности и промышленности. | |
 | |
| Общая информация | |
| Тип | Национальный пользовательский центр |
| Адрес | 640 South Shaw Lane |
| Город или мегаполис | Ист-Лансинг, штат Мичиган |
| Страна | Соединенные Штаты |
| Координаты | 42 ° 43′29,21 ″ с.ш. 84 ° 28′25,78 ″ з.д. / 42.7247806 ° с.ш. 84.4738278 ° з.д. |
| Завершенный | Июнь 2022 г., завершение до 2021 г. |
| Расходы | 765 миллионов долларов США (Общая стоимость проекта) |
| Владелец | Университет штата Мичиган |
| Технические детали | |
| Площадь пола | 220,160 квадратных футов (20,454 м2) |
| Дизайн и конструкция | |
| Архитектурная фирма | SmithGroup JJR |
| Генеральный подрядчик | Бартон Малоу |
| Интернет сайт | |
| фриб | |
В Установка для пучков редких изотопов (FRIB) станет новым научным ускорителем для ядерной науки, финансируемым США. Министерство энергетики, Управление науки (DOE-SC), Университет штата Мичиган (МГУ), а Штат Мичиган. МГУ создает и управляет FRIB в качестве пользовательского объекта для Управления ядерной физики в Управлении науки Министерства энергетики США. FRIB будет обеспечивать интенсивные пучки редких изотопов (то есть короткоживущих атомные ядра обычно не встречается на Земле). FRIB позволит ученым делать открытия о свойствах редких изотопов для углубления знаний в ядерная физика, ядерная астрофизика, фундаментальные взаимодействия ядер, и применения редких изотопов для общества. Строительство традиционных объектов FRIB началось весной 2014 года и было завершено в 2017 году. Завершено окончательное проектирование технических систем и ведется техническое строительство, которое началось осенью 2014 года. Общая стоимость проекта оценивается в 730 миллионов долларов США с завершением проекта. в июне 2022 г.1
Ожидается, что FRIB предоставит исследовательские возможности международному сообществу ученых из университетов и лабораторий, докторантов и аспирантов. FRIB предоставит исследователям технические возможности для изучения свойств редких изотопов и использования этих знаний в различных приложениях, в том числе в материаловедение, ядерная медицина, и фундаментальное понимание ядерного материала, важного для ядерного оружия управление запасами. Через организацию пользователей организовано более 20 рабочих групп, специализирующихся на экспериментальном оборудовании и научных темах.
DOE-SC определил, что создание установки для пучков редких изотопов (FRIB) является высокоприоритетной задачей для будущих ядерных исследований в США. Это первая рекомендация в десятилетнем исследовании ядерной физики Национальной академии наук за 2012 год: Ядерная физика: исследование сути материи. Приоритет для завершения указан в Долгосрочном плане ядерной науки на 2015 год: Реализация Reaching for the Horizon Консультативным комитетом по ядерным наукам Министерства энергетики США.
События
DOE-SC объявил о выборе Университета штата Мичиган для разработки и создания FRIB 11 декабря 2008 г. после тщательной проверки заслуг, включая письменное заявление, устные презентации и посещения объектов.[1]
В сентябре 2010 года проект получил одобрение Critical Decision 1 (CD-1), в котором была установлена предпочтительная альтернатива и соответствующие установленные диапазоны затрат и графиков.[2]
1 августа 2013 года DOE-SC утвердил базовый план проекта (CD-2) и начало гражданского строительства (CD-3a) в ожидании уведомления о продолжении. Гражданское строительство не могло начаться в соответствии с постановлением о постоянных ассигнованиях, которое запрещало начало нового строительства.[3]
18 января 2014 г. законопроект об ассигнованиях был принят обеими палатами съезда.
После принятия ассигнований на 2014 финансовый год DOE-SC выпустил уведомление о продолжении строительства 22 января 2014 года, разрешив начало гражданского строительства.[4]
25 февраля 2014 г. правление Michigan Strategic Fund[5] встретились в Университете штата Мичиган и одобрили почти 91 миллион долларов на поддержку строительства FRIB.[6]
FRIB ознаменовал официальное начало гражданского строительства церемонией закладки фундамента 17 марта 2014 года. Присутствовали представители Делегация Мичигана, Штат Мичиган, Университет штата Мичиган, и Министерство энергетики США Офис науки. Техническое строительство началось в октябре 2014 года после одобрения CD-3b Министерством энергетики США.
В марте 2017 года FRIB добилась выгодного использования объектов гражданского строительства, в результате чего объем технических монтажных работ увеличился.
В октябре 2017 года была завершена фронтальная часть с источником ионов и транспортом низкоэнергетического пучка. В 2017 году криогенная установка FRIB была завершена и произвела первый жидкий гелий при температуре 4,5 кельвина (К), или 4,5 градуса выше абсолютного нуля. Жидкий гелий делает полости ускорителя FRIB сверхпроводящими и будет управлять сверхпроводящим линейным ускорителем. В июле 2018 года пучки аргона и криптона были ускорены в первых трех сверхпроводящих криомодулях, ускоряющих пучок.
В августе 2018 года FRIB начал циркуляцию жидкого лития и установил литиевую пленку в устройстве для снятия заряда. FRIB первым в мире использует жидкий литий в качестве стриппера заряда для удаления электронов из своих ионных пучков для эффективного ускорения.
В декабре 2018 года первые криомодули в линейном ускорителе были охлаждены до 2 К. FRIB - это первый сверхпроводящий линейный ускоритель с тяжелыми ионами, работающий при 2 К, что увеличивает производительность и снижает потребление электроэнергии по сравнению с работой при 4 К.
В феврале 2019 года FRIB ускорил пучки через первые 15 (из 46) криомодулей до 10 процентов конечной энергии пучка FRIB. Благодаря этим испытаниям пучка FRIB стал линейным ускорителем сверхпроводящих тяжелых ионов с самой высокой энергией. В августе 2019 года радиочастотный квадруполь (RFQ) был настроен на мощность выше 100 кВт, мощность в непрерывном режиме, необходимая для достижения цели миссии FRIB по ускорению урановых пучков. Запрос предложений подготавливает пучок к дальнейшему ускорению в линейном ускорителе.
В сентябре 2019 года толщина пленки жидкого лития в стриппере заряда была впервые измерена онлайн-электронно-лучевой системой. Электронный луч проходит через литиевую пленку одновременно с пучком тяжелых ионов, обеспечивая непрерывное измерение толщины в режиме онлайн.
В октябре 2019 года криомодули во втором складывающемся сегменте линейного ускорителя были установлены и остыли.
Строительство двух пристроек к зданиям, финансируемых МГУ, было в основном завершено в январе 2020 года. Здание криогенной сборки будет использоваться для обслуживания криомодуля и проведения криогенно-технических исследований. Спектрометр высокой жесткости и Хранилище для сбора изотопов будут содержать исследовательское оборудование для сбора изотопов и обеспечивать пространство для экспериментов.
В марте 2020 года FRIB ускорил пучок аргона-36 через 37 из 46 сверхпроводящих криомодулей до 204 МэВ / нуклон, или 57 процентов от скорости света, до ключевых параметров производительности, необходимых для завершения проекта.
В июне 2020 года FRIB завершила сборку и тестирование всех 46 базовых криомодулей, которые содержат сверхпроводящие радиочастотные резонаторы, ускоряющие пучок тяжелых ионов FRIB при работе при температурах на несколько градусов выше абсолютного нуля. FRIB - это первый в стране крупный сверхпроводящий линейный ускоритель, большинство резонаторов которого производятся внутри страны.
FRIB продолжает эксплуатировать свою криогенную установку с высокой эффективностью. С 2018 года криогенная установка FRIB работает без остановок, чтобы сжижать гелий до 2 градусов выше абсолютного нуля. Современная установка обеспечивает охлаждение линейным ускорителем FRIB при температуре 4,5 Кельвина (К) и температуре 2 К, что делает FRIB первым линейным ускорителем тяжелых ионов, работающим при температуре 2 К. Чтобы удовлетворить потребности страны в рабочей силе, МГУ Криогенная инициатива между FRIB и Инженерным колледжем МГУ использует FRIB для обучения следующего поколения криогенных инженеров.
В сентябре 2020 года Министерство энергетики обозначило FRIB в качестве объекта пользователя DOE-SC. Министр энергетики США Дэн Бруйетт посетил лабораторию на церемонии награждения.
Примечания
- ^ "Информационный бюллетень". Департамент энергетики. Получено 12 ноября, 2008.
- ^ Миллер, Мэтью. «Концепция проекта Федерального агентства по ядерной физике МГУ» (PDF). Государственный журнал Лансинга. Архивировано из оригинал (PDF) 7 ноября 2013 г.. Получено 9 сентября, 2010.
- ^ Гласмахер, Томас. «Управление науки Министерства энергетики США одобряет CD-2 и CD-3a». FRIB. Получено 5 августа, 2013.
- ^ Гласмахер, Томас. «Строительство FRIB начнется ранней весной». FRIB. Получено 23 ноября, 2016.
- ^ "Стратегический фонд Мичигана | О MEDC | Бизнес в Мичигане".
- ^ Миллер, Мэтью. «Государственный ОКС 91М для МГУ ФРИБ». Lansing State Journal. Получено 25 февраля, 2014.
Смотрите также
Рекомендации
- «Центр ядерных исследований штата Мичиган стоимостью 765 миллионов долларов должен открыться в 2021 году». Crain's Detroit Business. Ассошиэйтед Пресс. 5 августа 2019.
- Марк Джонсон (29 июля 2019 г.). «Комплекс редких изотопных пучков завершен на 92 процента.'". Lansing State Journal.
- Р.Дж. Уолкотт (15 августа 2018 г.). «Десять лет спустя директор Центра редких изотопных лучей видит финишную черту». Lansing State Journal.
- Криогенное общество Америки, Inc. (8 января 2018 г.). «МГУ создает Криогенную инициативу в FRIB». Холодные факты.
- Р.Дж. Уолкотт (22 декабря 2017 г.). «Штат Мичиган планирует $ 35 млн на дополнительные технологии, новое здание для FRIB». Lansing State Journal.
- Адриан Чо (24 ноября 2017 г.). «Земные поиски космического происхождения золота». Наука.
- МГУ сегодня (16 ноября 2017 г.). «МГУ создаст программу обучения для решения проблемы нехватки в стране ученых-ускорителей, инженеров». Лиса 47.
- Стив Кармоди (24 сентября 2017 г.). «Проект FRIB МГУ приближается к рубежу». Мичиган Радио NPR.
- Гаррет Эллисон (17 декабря 2015 г.). «Ядерный исследовательский центр МГУ получил 100 миллионов долларов». MLive.
- Николь Чедвик (21 сентября 2015 г.). "Внутри ФРИБ". WILX TV-10.
- Эжени Самуэль Райх (30 августа 2011 г.). «Завод изотопов ускоряется». Природа. Архивировано из оригинал 15 марта 2016 г.
- Лори Хиггинс (18 января 2011 г.). «Ядерные исследования сияют в МГУ». Детройт Фри Пресс.
- Мариса Шульц (12 декабря 2008 г.). «МГУ выделил изотопную лабораторию на 550 миллионов долларов». Новости Детройта.
- Адриан Чо (11 декабря 2008 г.). «Штат Мичиган выбран в качестве ускорителя на полмиллиарда долларов». Наука. Архивировано из оригинал 21 июня 2013 г.. Получено 6 декабря, 2011.
