URKUT_10-1-2011-0005

URKUT_10-1-2011-0005

A projekt főbb adatai Sugárkárosodási vizsgálatokhoz kapcsolódó alapkutatások végzése a radiometriai háttér fejlesztése céljából az MTA Atomki ciklotronjánál A szerződés száma: URKUT_10-1-2011-0005 Támogató: Nemzeti Fejlesztési Ügynökség Forrás: Kutatási és Technológiai Innovációs Alap Közreműködő szervezet: MAG-Magyar Gazdaságfejlesztési Központ Zrt. Kedvezményezett: Magyar Tudományos Akadémia Atommagkutató Intézet Támogatási összeg: 4 905 000,- Ft Támogatási intenzitás: 100% Támogatás típusa: Vissza nem térítendő Futamidő: 2013. május 15. - 2013. november 30. Munkaszakaszok száma: 1

A projekt fő céljai A Magyar Tudományos Akadémia Atommagkutató Intézet (MTA Atomki) infrastruktúrájának felhasználásával Alapkutatások végzése p(16 MeV)+Be neutronokkal Új tudományos eredmények elérése A radiometriai mennyiségek (elnyelt dózisok, fluensek, stb.) mérési pontosságának növelése a sugárkárosodási vizsgálatokhoz A sugárkárosodási vizsgálatok radiometriai infrastruktúrájának megújítása az MTA Atomki-ban. Feladatok A radiometriai mérési háttér egyes elemeinek korszerűsítése Új referencia neutronspektrum meghatározása Átszámítási tényező meghatározása az 1 MeV ekvivalens neutronfluens megadásához Az új tudományos eredmények publikálása

A projekt fontossága A világűrben a berendezések és laboratóriumok sugárzási környezetben üzemelnek, ionizációs és atomkilökődési folyamatokkal járó sugárhatásokat szenvednek, a várható sugárkárosodási folyamatok ismerete és tervezhetősége igen fontos. A sugárkárosodási folyamatok modellezhetők Besugárzásokkal 60 Co gamma fotonokkal: elektromágneses folyamatok hatásai Total Ionization Dose (TID) effects Gyorsneutronokkal: atomkilökődési folyamatok hatásai Non Ionizing Energy Loss (NIEL) Számítógépes szimulációkkal

Új partnerek, újabb igények Európai Űrügynökség (ESA) Magyarország teljes jogú tag lehet a közeljövőben Új lehetőségek az űrkutatásban és az űriparban érdekelt hazai intézmények, szervezetek és vállalkozások számára Szigorú követelményrendszer Az MTA Atomki a Magyar Űripari Klaszter tagja Bővülhet azon hazai és külföldi K+F+I partnerek köre, akik kísérleti fázisban levő technológiákat tesztelnének olcsó műholdakon, anyagokat, részegységeket, berendezéseket, stb. fejlesztenek, gyártanak, üzemeltetnek a világűrben és más sugárzási környezetekben üzemelő kutatási eszközökhöz. Űrkutatatási célú sugárkárosodási vizsgálatok: a magasabb szintű követelmények fejlesztendő kompetenciákat igényelnek

Alkalmazási lehetőségek más területeken Oktatás Természettudományok, műszaki tudományok: BSc, MSc és PhD hallgatók képzése Fiatal kutatók és más szakemberek továbbképzése Egyéb területek, ahol számolni kell a sugárzási környezet hatásaival nukleáris energetika (fúziós és hasadási reaktorok, radioaktív hulladékok átalakítása, radioizotópos energiaforrások, nagyintenzitású radioaktív anyagok tárolása, stb.), nagyintenzitású radioaktív anyagok minősítése (pl. nuclear safeguard), sugársterilizálók, részecskegyorsítók, sugárterápiás célú besugárzó berendezések, polgári és katonai célú közlekedés, informatikai rendszerek (pénzügyi szféra, informatika, egészségügy, nemzetvédelem, stb.)

A kutatás során használandó infrastruktúra A Nemzeti Kutatási Infrastruktúra Regiszter (NEKIFUT) által stratégiai fontosságúnak minősített kutatási infrastruktúra ATOMKI Gyorsítóközpont (ATOMKI GYK) MTA ATOMKI Ciklotron Laboratórium Széles spektrumú nagyintenzitású ciklotron neutronforrás berillium céltárggyal (ATOMKI HI-FNS) Kvázimonoenergiás gyorsneutronforrás (ATOMKI QM-FNS) Kalibrációkhoz szükséges sugárforrások Nagyintenzitású gamma fotonokat emittáló 60 Co forrás Hitelesített gamma források gamma spektrometriai célokra

Radiometriai módszerek A szeparált neutron és gamma dózisok meghatározása Ionizációs kamrapár módszer: EXRADIN T2, EXRADIN M2 kamrák Termolumineszcens detektorok: LiF: Harshaw TLD-100, TLD-600, TLD-700 A neutronspektrum meghatározása Multifólia aktivációs módszer + program a neutronspektrum iterációval történő meghatározására (unfolding) Bonner-féle gömbsorozat Részecsketranszport szimulációk Monte Carlo módszerrel (programok: MCNP, MCNPX) Átszámítási faktor meghatározása az 1 MeV ekvivalens neutronfluensek megadásához Az ASTM E1855-10 szabványban leírt eljárás kivitelezése

Az MTA Atomki referenciái: Európai Űrügynökség (ESA) SMART-1 program Cél: Fővállalkozó: Küldetés a Holdra az ESA első ionhajtóműves műholdjával Swedish Space Corporation (SSC) Az SSC alvállalkozója: KTH Stockholm (Svédország) KTH partner: MTA Atomki MTA Atomki feladatok: COTS memóriák sugártűrési tesztjeinek elvégzése a fedélzeti 4 GB-os tömegtároló kifejlesztéséhez, Single Event Upset (SEU) gyakoriságok becslése a Van Allen övekre és a Hold körüli pályákra vonatkozóan Műholdak burkolására szolgáló multirétegek sugárkárosodásának vizsgálata

Az MTA Atomki referenciái: Európai Uniós Keretprogramok EU FP6 SME: DIAMOND Cím: Innovatív, nagypontosságú, dozimetriai célú monolitikus CVD gyémánt alapú detektorrendszer fejlesztése MTA Atomki feladat: CVD gyémánt filmek elektromos paramétereinek megváltoztatása gyorsneutronokkal történő besugárzás útján EU FP7 SME: RadiCal Cím: CVD gyémánt alapú innovatív nagypontosságú 2D doziméter fejlesztése konformális sugárterápiai célokra MTA Atomki feladat: CVD gyémánt filmek besugárzása gyorsneutronokkal Elektronikai fejlesztések

Az MTA Atomki referenciái: CERN R&D projektek Sugárkárosodási vizsgálatok (Részecskék: neutronok, protonok, 60 Co gamma fotonok) RD-16: RD-37: RD-42: A FERMI (Front-End Readout MIcrosystem) komponenseinek tesztelése és a tokozásaik aktiválódásának vizsgálata Párhuzamos elektródájú ionizációs kamrák (Parallel Plate Chamber, PPC) tesztelése Si-diódák, Si-microstrip detektorok, SiC-detektorok, CVD gyémánt detektorok tesztelése

Az MTA Atomki referenciái: CERN LHC CMS Sugárkárosodási vizsgálatok (Részecskék: neutronok, protonok, ionok, 60 Co gamma fotonok, elektromágneses záporok, hadronzáporok) A müondetektáló rendszer palástján levő detektorok pozícionáló és helyzetellenőrző optikai-elektronikai rendszere (Muon system: Allignment of the Barrel detection system, MAB) Fényforrások: Fénydetektorok: Optikai anyagok: Érzékelők: LED-ek, meghajtó és szabályozó elektronikák a-si szenzorok, a-si Shottky-szenzorok, p-i-n szenzorok, CCD-k, CMOS aktív pixel szenzorok üvegek, ragasztók elektrolitikus dőlésmérők, gáznyomás érzékelők Very forward hadron kaloriméter (HF-HCAL) Fotonikai eszközök: Fotoelektron sokszorozó csövek, optikai szálak tesztelése

Az MTA Atomki referenciái: CERN LHC ATLAS & ALICE Sugárkárosodási vizsgálatok (Részecskék: neutronok, protonok, 60 Co gamma fotonok) ATLAS: TileCal detektor: A digitalizáló tesztelése FPGA alapú rendszerrel ALICE: Nagysebességű optikai adatátviteli rendszer elektronikája SRAM és flash technológiákon alapuló FPGA -k tesztelése (Source Interface Unit (SIU) for the high-speed optical Detector Data Link (DDL))

Az MTA Atomki referenciái: ITER ITER: International Thermonuclear Experimental Reactor Cadarache, Franciaország Sugárkárosodási vizsgálatok (Részecskék: p+be neutronok, 60 Co gamma fotonok) ITER Partner: Control, Data Access and Communication (CODAC) Section Atomki feladat: Gyors vezérlő elektronikák tesztelése Single Event Upset (SEU) gyakoriságok becslése gyors, lassú és termikus neutronokra

Web-oldalak A kutatás során felhasználandó infrastruktúra ismertetői MTA Atomki Gyorsítóközpont: https://regiszter.nekifut.hu/ki/atomki-gyk MTA Atomki Ciklotron Laboratóriuma https://regiszter.nekifut.hu/ki/atomki-ciklotron-lab Széles spektrumú nagyintenzitású ciklotron neutronforrás berillium céltárggyal: https://regiszter.nekifut.hu/ki/atomki-hi-fns Korábbi publikációk listái http://w3.atomki.hu/p2/authors/aut02312.htm#table http://w3.atomki.hu/p2/authors/aut00073.htm#table

Kapcsolattartó Név: Cím: Dr. Fenyvesi András Csaba Magyar Tudományos Akadémia Atommagkutató Intézet H-4026 Debrecen, Bem tér 18/c. Levélcím: H-4001 Debrecen, Pf. 51. Telefon: +36-52-509-200 (központ) Mellék: 11390 +36-52-509-273 (közvetlen) Telefax: +36-52-416-181 E-mail: Fenyvesi.Andras@atomki.mta.hu