Oddělení urychlovačů

Hlavní výzkumné aktivity oddělení urychlovačů jsou zaměřeny na simulaci dynamiky svazku při urychlovacích a extrakčních procesech a na vývoj a konstrukci terčových systémů pro různé druhy ozařování a experimentů. Oddělení provozuje tři urychlovače: cyklotrony U-120M a TR-24 a Mikrotron MT-25, který je umístěn mimo řežský areál.

V roce 2015 byl po úspěšné instalaci uveden do provozu nový cyklotron TR-24 kanadské firmy ACSI (Advanced Cyclotron Systems Inc).

Tento cyklotron poskytuje svazky protonů s energiemi od 18 MeV do 24 MeV. Je vybaven axiální injekcí s externím iontovým zdrojem typu CUSP, což významně zvyšuje dosažitelný vyvedený proud urychleného svazků (až 300 µA).

Cyklotron je provozován v režimu urychlení záporných iontů H⁻, které jsou přebity na protony a vyvedeny pomocí tenké uhlíkové folie. Požadovanou energii vyvedených protonů lze naladit radiální polohou přebíjecí fólie v celém rozsahu energií. Přebitý svazek může být vyváděn současně do dvou ozařovacích míst. Jeden výstup se třemi terčovými pozicemi je umístěn přímo na vakuové komoře cyklotronu. Druhý výstup svazku tvoří ionto-optická trasa, umožňující transport, fokusaci a diagnostiku svazku. Její součástí je rozdělovací magnet, pomocí něhož může být svazek vyveden do tří oddělených terčových pozic. Toto uspořádání umožňuje instalaci a operativní přechod až na osm různých terčů. Vakuový systém, který je trvale v provozu, tvoří kromě nezbytných vakuových agregátů dvě turbomolekulární vývěvy a dvě kryovývěvy.

Rozsah energií, vysoké proudy urychlených částic a generace sekundárních neutronových toků otevírají možnost provádět celou řadu fyzikálních experimentů a aplikací vč. přípravy širokého spektra radionuklidů pro výzkum radiofarmak.

V rámci projektu CANAM OP v současné době probíhá vývoj výkonového neutronového konvertoru se zdrojovou reakcí p(24MeV)+Be, který poskytne neutronové pole s hustotou až 10¹²n/cm²/s.

Ve spolupráci s oddělením radiofarmak ÚJF probíhá realizace nových terčových stanic vč. vysoko-výkonových pro přípravu nových lékařských radionuklidů pro diagnostiku i terapii.

Přehled parametrů cyklotronu TR-24 podává následující tabulka:

Izochronní cyklotron U-120M poskytuje svazky urychlených iontů (p, H^─, D⁺ , D^─, ³He²⁺, ⁴He²⁺). Urychlovač byl navržen a vyroben v SÚJV Dubna (dřívější SSSR) jako cyklotron pro urychlování výlučně kladných iontů. Do provozu byl uveden v roce 1977 a od té doby je úspěšně provozován. Od svého spuštění byl mnohokrát modernizován výhradně pracovníky oddělení urychlovačů. Klíčovou modernizací byla jeho konverze na urychlovač záporných iontů v letech 1996–1998, která umožnila zvýšení proudu vyvedeného svazku protonů a deuteronů o řád. Nyní je U-120M víceúčelovým urychlovačem, který může být v závislosti na typu částice a způsobu využití (vnitřní/vnější svazek), přeladěn v širokém rozsahu energií (1–55 MeV). Svazky urychlených částic s proudy od jednotek nA až po desítky µA jsou intenzivně využívány pro široký okruh experimentů základního i aplikovaného výzkumu. Ve spojení s terčovými stanicemi vyvinutými v oddělení jaderných reakcí je cyklotron unikátním intenzívním zdrojem rychlých neutronů.

Současné parametry urychlených a vyvedených svazků:

Poznámka: Rozsah vnitřních svazků je 20-50 cm. 

Mikrotron je cyklický urychlovač relativistických elektronů s možností konverze primárního elektronového svazku na sekundární fotonový svazek nebo neutrony. Umístěn je na detašovaném pracovišti v Karlínském tunelu v Praze, mimo řežský areál.

Základní parametry: