Nagy nemzeti nehézion-gyorsító

A nagy nemzeti nehézion- gyorsító vagy a GANIL egy atomfizikai kutatóközpont, amely Caenben található . 1983 óta működik egy részecskegyorsító körül, amely két, egymás után elhelyezett izokron ciklotronból áll . Ez egy gazdasági érdekcsoport (GIE) között kialakított IN2P3 a CNRS és a IRFU Igazgatóság alapkutatás a CEA . Szintén élvezi az Alsó-Normandia régió , jelenleg a Normandia régió , valamint az Európai Unió támogatását .

A Ganil a gyorsított ionnyalábok széles skáláját kínálja , a széntől az uránig , különösen lehetővé teszi egzotikus magok létrehozását és felgyorsítását . Jellemzőit kibővítette a ( 2001-ben üzembe helyezett ) SPIRAL projekt . Mellett a GSI Helmholtz Központ Heavy Ion Research (GSI) a RIKEN , a Nemzeti Superconducting Cyclotron Laboratory  (en) (NSCL) a University of Michigan vagy ISOLDE a CERN , az egyik legnagyobb laboratóriumok a világ kutatás ionnyalábok, atom- és magfizika, sugárterápia, anyagfizika és asztrofizika.

Történelmi

A gyorsítógyártás projektje 1973-ban kezdődött. A laboratórium építését 1975-ben fogadták el, és az első kísérletet gyorsított nehézion-sugár ( argonsugár ) felhasználásával 1983-ban hajtották végre. Az ionnyalábok energiájának és teljesítményének fokozatos emelkedése A Ganil-nél kapható 1990-es évek közepén új kutatási terület nyílt az úgynevezett "egzotikus" magok tulajdonságairól, mivel ezek nem léteznek a Földön természetes állapotukban. 2001-ben egy új, egzotikus ionok előállítására szolgáló készülék került forgalomba: a SPIRAL telepítés . A „ SPIRAL2  ” nevű új létesítmény  építéséről hivatalosan 2006-ban döntöttek. Első szakaszának 2015 végén kell működnie.

Spirál2

A Spiral2 projekt célja, hogy a Ganil első fázisában egy új gyorsítóval felszerelje a fényrészecskék és nagyon nagy intenzitású stabil ionok nyalábját. Az előbbiek neutronokká történő átalakítása lehetővé teszi az anyag tanulmányozását egy új szonda: a neutronnyalábok segítségével. A felgyorsult nehéz ionokat új egzotikus magok előállítására használják a magfúziós reakciókban. A berendezés avatta a köztársasági elnök , François Hollande , a2016. november 3.

Kutatási témák

A Ganil rendkívül energikus ionnyalábjai nagyon átható sugárzást biztosítanak. Anyagfizikában és radiobiológiában használják ennek a sugárzásnak az anyagra (atom- és anyagfizika) és az élőlényekre (radiobiológia) gyakorolt ​​hatásának tanulmányozására.

Nagyobb energiára gyorsulva ezeket az ionnyalábokat használják az atommag és a benne ható alapvető erők tanulmányozására. Az egzotikus magok előállítása a nukleáris ütközési reakciókban különösen lehetővé teszi annak jobb megértését, hogy miként szintetizálódnak a magok a csillagokban, és hogy az atommagot alkotó nukleonok hogyan hatnak egymással.

2011-ben a Ganil ionnyalábjait világszerte mintegy 550 kutató használta.

Művelet

A ganil-ionnyalábokat két független ionforrás hozza létre gázpalack (argon, xenon, oxigén  stb. ) Vagy szilárd por (vas, nikkel, urán  stb. ) Felhasználásával, amelyet szublimálnak és plazmába öntenek. Az így keletkező ionokat ezután egy első „C0” nevű ciklotron (C01 és C02) gyorsítja fel. A kimeneten az ionok energiája nagyságrendileg MeV / nukleon, és az IRRSUD alacsony energiájú besugárzási vonalához irányíthatók, ahol interdiszciplináris fizikai kísérleteket végeznek. Ellenkező esetben egy külön szektorokkal (CSS1) rendelkező első ciklotronba fecskendezik be őket, amely nukleonenként tíz MeV nagyságrendű kimeneti energiához juttatja őket. Ezután áthaladnak egy hámozón, amely lehetővé teszi bizonyos számú elektron kivonását az ionokból, és ezáltal javítja a jövőbeli gyorsulásokat. Ezen a ponton el lehet küldeni a közepes energiaigényű kkv-nak, vagy folytathatják útjukat a gyorsítóban. Ezután belépnek az elsővel megegyező második ciklotronba, a CSS2-be, és nukleononként körülbelül 100 MeV energiával távoznak. Ezután a halcsonthoz küldik őket, amely elosztja a nyalábot a különböző kísérleti kamrákban. A Ganil így lehetővé teszi, hogy párhuzamosan legyen egy nagy energiájú sugár (C0 + CSS1 + CSS2), egy közepes energiájú (C0 + CSS1) nyaláb, amelyet a nagy energia szab és egy alacsony energiájú sugár (C0), függetlenül a többitől. második ionforrás.

Ezenkívül a Ganil rendelkezik egy második nagyon alacsony energiájú gyorsítóval, az ARIBE-vel (gyorsító az alacsony energiájú ionokkal végzett kutatásokhoz). Egy egyszerű ECR forrásból áll, amely képes 500  keV energiáig terjedő gáznyalábok előállítására .

A Ganilnál dolgozó fizikusok különböző szempontok alapján választják ki az őket érdeklő vonalat. A nukleáris fizikust a nagy energiájú vonalak nagy intenzitással fogják érdekelni, hogy képesek legyenek például egzotikus magokat előállítani, míg egy anyagfizikus a vonalat választja a kívánt energia-lerakódás típusának, az elektronikus (nagy energiájú) ill. nukleáris (alacsony energiafelhasználású).

A Ganilban tett felfedezések

Számos elemet szintetizáltak a Ganil gyorsító segítségével. A legfontosabb felfedezések közül megjegyezhetjük:

• az uncinilium és az unbiquadium magok létrehozása 2008-ban;
• létrehozása kétszeresen mágikus magok , mint például a nikkel 48 vagy ón 100 együtt GSI  ;
• ultra neutronokban gazdag hidrogén 7 mag létrehozása  ;
• 2 proton radioaktivitás felfedezése, amely két proton egyidejű emissziójához vezet .

Nevezetes kutatók

2015-ben Ganilnak huszonöt állandó fizikusa van, akik közül néhány országos megkülönböztetést ért el. Ezek közül említhetjük Denis Lacroix-ot, aki 2001-ben megkapta a bronzérmet a CNRS -től, miközben az LPC Caennél állt, valamint Olivier Sorlint, aki 2010- ben a CNRS - től kapott ezüstérmet . Sydney Galès, aki a Ganil igazgatója volt. 2005-től 2011-ig számos tudományos és tiszteletbeli kitüntetést kapott.

Megjegyzések és hivatkozások

1. PN Ostroumov, Nukleáris Fizikai Gyorsítók - Gyorsító Távlatok a Nukleáris Fizikához, 21. dia, 2013. június 12.
2. "  Teljesen új részecskegyorsítót avattak Caenben  " , a www.sciencesetavenir.fr/ oldalon ,2016. november 4(megtekintés : 2016. november 21. ) .
3. Ganil / Spiral2 tudományos stratégiai dokumentum , p. 2012. december  4 , 19
4. Sajtóközlemény : "A szuper-nehéz atomok új magjai a Ganilban", CNRS
5. M. Morjean, a hasadási idő mérése: új próba a nagy nehézségű elemek stabilitásához , Physical Review Letters , 101, 072701, 2008
6. CNRS sajtóközlemény : "A világ első: a nikkel 48 felfedezése a Ganilnál"
7. Egzotikus magok és radioaktív nyalábok
8. Sajtóközlemény [PDF] : "A hidrogén felfedezése, a valaha megfigyelt leg egzotikusabb nukleáris rendszer", 2007. november 19.
9. Sajtóközlemény [PDF] : "Két proton radioaktivitása figyelhető meg először közvetlenül a Ganilnál".
10. Bronzérmek 2001 , CNRS
11. Ezüstérmek 2010 , CNRS

Kapcsolódó cikkek

• GSI
• CERN / ISOLDE
• RIKEN
• Ganil / SPIRAL

Külső linkek

• Laboratóriumi honlap .