Az MTA Atomki új Tandetron részecskegyorsítója

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Az MTA Atomki új Tandetron részecskegyorsítója"

Krisztina Hegedüsné
4 évvel ezelőtt
Látták:

Az MTA Atomki új Tandetron részecskegyorsítója GINOP-2.3.

1 Az MTA Atomki új Tandetron részecskegyorsítója GINOP projekt: Világszínvonalú kutatói környezet kialakítása az MTA Atomki új Tandetron Laboratóriumában Rajta István MTA Atomki tudományos főmunkatárs szeptember Magfizikus találkozó, Jávorkút

2 Gyorsítók az MTA Atomkiban kv neutron generátorok ( ) 800 kv Cockroft-Walton kaszkád ( ) 1 MV Van de Graaff (1970-) 5 MV Van de Graaff (1971-) MGC-20 Cyclotron (1985-) orosz gyártmány ECR ionforrás (1996-) Izotóp szeparátor (2009-) AMS (2011-) ETH-Zürich HVE Tandetron (2014-) MTA INFRA

3 Új Tandetron Laboratórium az MTA Atomkiban

Elrendezés Tandetron (nagyfesz generátor): 2015. május Duoplasmatron ionforrás és injektor mágnes: 2016. január Kapcsoló mágnes: 2016.

4 Elrendezés Tandetron (nagyfesz generátor): május Duoplasmatron ionforrás és injektor mágnes: január Kapcsoló mágnes: június Kihozott nyaláb Nukleáris asztrofizikai nyalábvég (első tudományos eredmény, Gyürky, et al. PRC) Nanoszonda: 200 nm nyalábméret, folyt. köv. Magfizikai nyalábvég: (PRL cikk, és rá hivatkozás: sötét foton / ötödik erő) Eddigi finanszírozás: MTA Infrastruktúra projektek (a kapcsoló mágneshez a Wigner FK és az Atomki közösen)

5 Multi-felhasználós, multi-funkciós berendezés Alapkutatás Atomfizika Magfizika Nukleáris asztrofizika Alkalmazott kutatás Ionnyaláb-analitika (különböző alkalmazási területeken) Innováció P-beam Writing (pl. mikrofluidika orvosi-biológiai alkalmazásokhoz) Oktatás MSc, PhD, ismeretterjesztés

1 10 pa áram A mikroszonda 1 µm nyaláb méret 2.

6 Nanoszonda Oxford Microbeams Ltd. MTA Infrasruktúra projekt Tervezett paraméterek < 100 nm nyaláb méret ~100 µm scan méret ~ pa áram A mikroszonda 1 µm nyaláb méret 2.5 mm scan méret pa áram Hosszú távon is mindkét rendszerre szükség lesz, mert különböző paramétereik miatt különböző alkalmazási területeket, különböző felhasználói igényeket képesek kiszolgálni.

7 Egy alkalmazási példa PBW Proton Beam Writing (mikro/nano-megmunkálás) Pozitív reziszt: PMMA (poly-methyl methacrylate) 2 MeV P besugárzás 60% DGMBE 20% Morpholin 5% Ethanolamine 15% Deszt víz PMMA Törésmutató változás PMMA PMMA előhívás PMMA Negatív reziszt: SU-8 (glycidyl ether of bisphenol-a) 2 MeV P besugárzás SU8 előhívó MCC MicroChem Corp. SU8 maró MCC MicroChem Corp. SU-8 Ni 30 mm SU-8 Si SU-8 előhívás Ni galvanizálás SU-8 lemaratás

8 Döntött PDMS mikro-oszolopok

9 Orvosi alkalmazások Cirkuláló ráksejtek kiszűrése vérből Együttműködés: Pannon Egyetem (Lendület) és MFA OTKA projekt: végeredmény sikeres Legfontosabb publikációk: Electrophoresis (2), stb.

10 GINOP projekt: Közbeszerzések 1. Eljárás (lezárult, eszközök leszállítva, beüzemelés folyamatban) Tandetron Laboratórium bővítése kutatási eszközök vásárlásával 1. rész: ionforrások és nagyenergiás kiegészítő ( EUR, HVEE) 2. rész: analitikai nyalábvég ( EUR, NEC) 3. rész: SDD röntgendetektor klaszter ( EUR, RaySpec) 2. Eljárás (előkészítés alatt) Tandetron Laboratórium bővítése vákuumendszer beszerzésével 1. rész: Turbomolekuláris szivattyúk, zsilipek, szelepek, vákuummérők beszerzése 2. rész: Scroll rendszerű száraz elővákuum szivattyúk beszerzése 3. rész: Vákuumkamrák és vákuumtechnikai fogyóeszközök beszerzése

11 A végleges elrendezés

12 Paraméterek HVEE H, He, és nehézion források Főbb specifikációk: Multicusp ionforrás SO120 1 H + : 200 eµa Multicusp ionforrás SO130 4 He 2+ : 40 eµa Nyaláb fényesség : garantált 8 Amp rad -2 m -2 ev -1 várható 16 Amp rad -2 m -2 ev -1 Model 860C ionforrás (Cézium sputtering) 11 B eµa 12 C eµa 16 O eµa 28 Si eµa 31 P eµa 58 Ni 2+ 8 eµa 63 Cu eµa 75 As eµa 197 Au eµa

13 Fényképek

Paraméterek HVEE Nagyenergiás kiegészítő Főbb specifikációk: 90-fokos analizáló mágnes Sugár : Rés : Tömeg energia szorzat : Stabilitás : Össztömeg : 1500 mm 40 mm 185

14 Paraméterek HVEE Nagyenergiás kiegészítő Főbb specifikációk: 90-fokos analizáló mágnes Sugár : Rés : Tömeg energia szorzat : Stabilitás : Össztömeg : 1500 mm 40 mm 185 AMU-MeV (1.3T x 1.5m) 10-5 (1 óra) 7,5 t Terminal voltage stability GVM stabilization : ± 200 V / hr Slit stabilization : ± 30 V / 4 hrs (Analizált résekről résáram visszacsatolás!)

15 Beüzemelés fénykép

16 Egy ismeretterjesztő projekt AR (Augmented Reality) szoftver fejlesztése Android platformra Célja a Tandetron gyorsító és az ionforrások belső felépítésének bemutatása. Ami kívülről nem látszik, azt is meg tudjuk mutatni a látogatóknak így virtuálisan.

17 Paraméterek NEC Analitikai nyalábvég Főbb specifikációk: 17 target kamra rendszer RBS PIXE ERDA IBIL Channeling Potenciális alkalmazási területek Anyagtudomány Kulturális örökség Orvosi-biológiai Környezeti

Paraméterek NEC Analitikai nyalábvég Főbb specifikációk: Kamra és környezete: Száraz (olajmentes) vákuumrendszer: turbo + scroll, leválasztó zsilippel; Szigetelt kamra, kollimátorok és tartóelemek;

18 Paraméterek NEC Analitikai nyalábvég Főbb specifikációk: Kamra és környezete: Száraz (olajmentes) vákuumrendszer: turbo + scroll, leválasztó zsilippel; Szigetelt kamra, kollimátorok és tartóelemek; Minta betöltő zsilip (load lock): gyors mintacserét tesz lehetővé; Target kamera: precíz mintapozicionálás; Adatgyűjtő, mérésvezérlő számítógép analizátor kártyával és szoftverrel automatizált adatgyűjtésre és adatfeldolgozásra; (gyűjtés, léptetés) Minta fűtés 500 C-ig.

Paraméterek NEC Analitikai nyalábvég Főbb specifikációk: RBS/ERDA Fix SSB detektor 170, előerősítővel, erősítővel és tápegységgel; Mozgatható SSB detektor 30-170 ; További SSB detektor 97 ; ERD fólia

19 Paraméterek NEC Analitikai nyalábvég Főbb specifikációk: RBS/ERDA Fix SSB detektor 170, előerősítővel, erősítővel és tápegységgel; Mozgatható SSB detektor ; További SSB detektor 97 ; ERD fólia tartó a mozgatható detektorra rögzítve 6 fóliához; PIXE 25 mm 2 SDD detektor elektronikával; GUPIX kiértékelő szoftverrel; IBIL Száloptika és spektrométer; Channeling nyalábcsatorna 2 dupla rés; Nyalábprofil Monitor (BPM);

Paraméterek RaySpec SDD röntgen detektor klaszter a kihozott nyalábvéghez Főbb specifikációk: 3x65mm² + 1x30mm² SDD röntgen detektorok Energiafeloldás: 129 ev @5.

20 Paraméterek RaySpec SDD röntgen detektor klaszter a kihozott nyalábvéghez Főbb specifikációk: 3x65mm² + 1x30mm² SDD röntgen detektorok Energiafeloldás: 129 kev (3 kcps); Kristály vastagság: 450 µm; Jel/zaj arány: >10K:1; 3 ablak: 12.5μm DuraBeryllium (65); 1 ablak: SiN (30); Elektronika: XIA xmap DXP (NI PXI keretben); 4 csatornás nagy sebességű jelfeldolgozó rendszer;

H2020 Projekt Call: H2020-INFRAIA-2018-1 Funding scheme: RIA Proposal number: 824096 Proposal acronym: RADIATE Duration (months): 48 Proposal title: Research And Development with Ion Beams Advancing

21 H2020 Projekt Call: H2020-INFRAIA Funding scheme: RIA Proposal number: Proposal acronym: RADIATE Duration (months): 48 Proposal title: Research And Development with Ion Beams Advancing Technology in Europe Activity: INFRAIA Konzorcium vezető: HZDR Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf EV Konzorciumi tagok száma: 18 (13 országból) Részvételünk: JRA Joint Research Activity WP19 Ion Sources and Beams T19.1: Microbeam Optics WP20 Detectors and Electronics T20.1: Single Ion Detection

22 Együttműködések A jelenlegi gyorsítófelhasználók tele vannak új ötletekkel: az új lehetőségek, paraméterek ismeretében. Belső: Külső: az MTA Atomki kutatócsoportjai Wigner FK, ELTE, BME, SZBK, ELI, stb Minden magyar és külföldi együttműködésre nyitottak vagyunk!

23 KÖSZÖNÖM A FIGYELMET! Köszönet: MTA Infrastruktúra projektek GINOP projekt OTKA projektek Minden résztvevő kolléga

Hasonló dokumentumok

Török Zsófia, Huszánk Róbert, Csedreki László, Kertész Zsófia és Dani János. Fizikus Doktoranduszok Konferenciája Balatonfenyves,

Török Zsófia, Huszánk Róbert, Csedreki László, Kertész Zsófia és Dani János Fizikus Doktoranduszok Konferenciája Balatonfenyves, 2013.06.21-23 PIXE Particle Induced X-ray Emission Részecske indukált röntgenemissziós