Student World

Zařízení s maximálním urychlujícím napětím 2,5 MV převzal Ústav technické a experimentální fyziky ČVUT od Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v roce 2010 a v současné době slouží širokému spektru odborníků pro aplikovaný i základní výzkum.

Zařízení, které je jediným urychlovačem na českých vysokých školách, poskytuje kromě svazků lehkých iontů (protony, 2H, 4He) též i monoenergetické neutrony s laditelnou energií v poměrně širokém rozmezí (od 30 keV do téměř 19 MeV). Na tomto urychlovači se provádí výzkum jak základního, tak i aplikovaného charakteru. Z oblasti základního výzkumu jde o program studia interakce polarizovaných neutronů na polarizovaných terčích (spinová fyzika), o produkci tzv. značených částic (tagged neutrons) a dále o jaderné reakce pro astrofyzikální výzkum a pro jaderné fúze. Co se týče aplikací, zařízení je využíváno pro kalibraci a testování detektorů částic při definovaných hodnotách energií, toků, ale i směru (lehké ionty, neutrony). Zařízení je užíváno i pro testování a kalibraci přístrojů pro kosmický výzkum a pro potřeby ESA (European Space Agency), která financovala přebudování neutronových terčů a absolutní kalibraci těchto zdrojů prostřednictvím grantové podpory. Mezi další využití patří jaderné analytické metody, jako např. povrchové analýzy materiálů metodami RBS (Rutherford Backscatteting) a PIXE (Proton induced X-ray emission). Za tímto účelem je dlouhodobě vyhrazen jeden svazek urychlovače pro FJFI ČVUT v Praze. Vědecký program pracoviště je realizován v rámci mezinárodních projektů s podporu týmu z mateřské instituce ÚTEF ČVUT.

K urychlovači mají přístup i studenti, a to formou fyzikálního praktika, prováděného dlouhodobě FJFI ČVUT, i formou studentských prací (magisterských a doktorských). Dále pracoviště slouží pro školení mladých odborníků i ze zahraničí. Obory výchovy jsou jak urychlovačová technika, tak i příslušné technologie, a to od poskytování svazku, terčů a produkci sekundárního záření, zejména monoenergetických neutronů, produkci značených a polarizovaných neutronů, až po aplikace, jako jsou jaderné analytické metody, nízkoenergetické jaderné reakce a testovaní a kalibrace detektorů částic. Ve spolupráci s týmem z ÚJF AV ČR, v Řeži, byl otevřen nový kanál pro experimenty s nízko-energetickými jadernými reakcemi pro astrofyzikální výzkum.

Laboratoř je vybavena dalšími přidruženými zařízeními, jako jsou radionuklidový neutronový zdroj AmBe a měřicí kompaktní kalibrační gama stanice, které byly vyvinuty pro kosmický výzkum (v rámci tzv. mission related services) rovněž s finanční podporou ESA. Jedná se o zařízení pro poskytování diskrétního gama pole v širokém rozsahu energií od stovky keV do 9 MeV. S podporou vývojových grantů ESA byly vybudovány dvě stanice: stacionární, pro intenzivní a širokou pásmovou kalibraci, a mobilní, schopnou transportu na libovolné místo, kde je potřeba prověřit funkčnost a provoz přístrojů a gama detektorů, které jsou již integrované do větších zařízení vč. celých družic (v tzv. remote test centers např. ESA). Principem obou zařízení je produkce monoenergetických fotonů gama s definovanými energiemi v širokém rozsahu využitím interakce neutronů s vybranými materiály. Neutrony produkuje radionuklidový zdroj AmBe. Pro ladění a charakterizaci odezvy gama záření slouží v obou stanicích zabudovaný gama detektor HPGe. Přenosná gama stanice byla zaslaná do Ruska kosmickému ústavu IKI k testování tamního přístroje (gama detektoru) již integrovaného do družicového zařízení pro budoucí misi na Merkur (Bepicolombo), pořádanou ESA a japonskou vesmírnou agenturou JAXA.

Pracoviště je využíváno uživateli českými i zahraničními, z výzkumných a akademických institucí i z průmyslových komerčních subjektů. High-tech firmy (např. VF Černa hora, WidePix nebo VTT Finland) mají ke zdrojům poskytovaným infrastrukturou přístup též bezplatně, mohou zde zkoušet a kalibrovat své průmyslové prototypy atd. ESA a její vědečtí partneři pracoviště využívají rovněž, např. skupina z University College Dublin pro charakterizaci svých nově vyvinutých detektorů gama pro vesmír (planetární výzkum). Celkově probíhá ročně okolo dvou desítek měření, experimentů nebo školení. Přístup a využití pracoviště jsou poskytovány bezplatně (open access), neboť financování provozu a modernizace celého zařízení je podpořeno grantem výzkumné infrastruktury MŠMT (research infrastructure č. LM2011030). Urychlovač je zařazen mezi národní výzkumné infrastruktury a je začleněn do vědecké roadmapy České republiky. Vědecké týmy a studenti nejen z ČVUT jsou vítáni realizovat své výzkumy a disertační práce v naší laboratoři.
Více na http://vdg.utef.cvut.cz

Vyšlo v časopise Tecnicall 1/2015 (čtvrtletník ČVUT Praha)

http://www.tecnicall.cz/

doc. Ing. Carlos Granja, Ph.D.
RNDr. Michael Solar, CSc.

autor