Laboratoř urychlovače Saskatchewan - Saskatchewan Accelerator Laboratory

Tento článek je o prvním University of Saskatchewan LINAC laboratoř urychlovače. Pro současné kanadské národní synchrotronové zařízení viz Kanadský světelný zdroj.
Laboratoř urychlovače Saskatchewan
SAL logo.jpg
Založeno1964
Typ výzkumuUrychlovač částic
Oblast výzkumu
Nukleární fyzika
ŘeditelLeon Katz
Dennis Skopik
UmístěníSaskatoon, Saskatchewan, Kanada
Nadzemní budova SAL, viděná kolem roku 1994.

The Laboratoř urychlovače Saskatchewan (SAL) byl a lineární urychlovač zařízení na University of Saskatchewan kampus v Saskatoon, Saskatchewan, Kanada. Zařízení bylo postaveno v roce 1962 za cenu 1,7 milionu $ pod vedením Leon Katz.[1] SAL byla identifikována OECD jako národní zařízení velkého rozsahu.[2] SAL poskytovala podporu pro radiologický, chemický a subatomový fyzikální výzkum.

Začátky: 1947–1961

John Cockcroft mění první drn pro SAL. 10. května 1962.
Leon Katz s LINAC, kolem roku 1964

Přibližně 1947 členů odboru Fyzika na University of Saskatchewan rozhodl se získat 25 MeV Betatron. Hlavní zájem byl o nukleární fyzika, ale také se zajímali o možná terapeutická použití pro léčbu rakovina,[3] a získali podporu od tehdejšího saskatchewanského premiéra Tommy Douglas.[4] Financování bylo získáno z Rada pro kontrolu atomové energie, Národní rada pro výzkum (NRC), Národní onkologický institut, místní společnosti zabývající se rakovinou a univerzita. Stroj byl instalován v létě 1948 v nové budově postavené v jednom úhlu stávajícího oddělení fyziky připojené k hlavní budově. Byl vyroben společností Allis-Chalmers Společnost Milwaukee, Wisconsin, a byl velmi podobný tomu, který v té době používal Donald Kerst na University of Illinois.[3]První pacient s rakovinou byl léčen 29. března 1949 zahájením skutečně prvního společného klinického výzkumu užitečnosti betatronu jako radioterapeutického nástroje, přičemž více než 300 pacientů bylo léčeno za 17 let provozu. Úspěch programu vedl k instalaci první na světě kobalt-60 zdroj pro radioterapie na univerzitě v roce 1951.[4]

Lineární urychlovač: 1962–1983

Uspořádání zařízení SAL v roce 1994

Stavba Lineární akcelerátor (LINAC) byla vyhlášena v září 1961,[5] a byl zobrazen jako další logický krok na univerzitní výzkumné cestě. Trubice elektronového urychlovače o délce 80 stop měla vytvořit energii šestkrát vyšší než u betatronu. Náklady na zařízení ve výši 1 750 000 $ byly rozděleny mezi NRC a univerzitu, přičemž NRC uhradila náklady na vybavení a univerzita převzala náklady na novou budovu potřebnou k umístění stroje.[6]

Stavba byla oficiálně zahájena 10. května 1962, kdy Sir John Cockcroft, laureát Nobelovy ceny ve fyzice slavnostně proměnil první drinu[5]Laboratoř byla oficiálně otevřena počátkem listopadu 1964 a zúčastnilo se jí 75 hostujících vědců z celého světa, kteří přednášeli příspěvky a přednášeli po dobu několika dní, a stovky lidí se dostavily na veřejný den otevřených dveří.[6]První experiment provedla skupina z MIT v roce 1965.[7]

Urychlovač navrhl a zkonstruoval Varian Associates. Jednalo se o čtyřsekční 140 MeV stroj pracující, přičemž první sekce byla navržena pro vyšší proud (a tedy nižší energii) pro radiační chemie. 270 "magnetický systém na konci první části mohl pro takový výzkum odklonit elektronový paprsek radiační ochrana Účelem bylo, že akcelerátor a výzkumná zařízení byla umístěna v podzemní budově s 10 stopami zhutněného štěrku nad ní a podstatně silnějším stíněním nad oblastmi, kde byla plná intenzita paprsku odkloněna do experimentálních oblastí.[8]Součástí pomocného zařízení byla magnetická spektrometr namontován na rotující plošině, upravený z a námořní držák na zbraň dodávané USA Úřad námořního výzkumu.

Počáteční experimentální program zahrnoval neelastický elektronový rozptyl, fotodezintegrace, radiační chemie, biofyzika a radiační fyzika.[5]Během sedmdesátých let SAL pravidelně zveřejňoval důležité výsledky jaderné fyziky a LINAC byl upgradován na 220 MeV v roce 1975 a 300 MeV v roce 1980.[7]

EROS: 1984–1996

Lineární urychlovače mají inherentně nízkou hodnotu pracovní cyklus, a jedním z řešení tohoto problému je přidání úložného prstence - takzvaného pulzního roztahovacího prstence (PSR). Výboje krátkých částic z LINAC jsou vstřikovány do zásobního prstence a v době mezi dvěma výboji jsou z něj pomalu extrahovány cirkulující elektrony za vzniku téměř spojitého paprsku. PSR bylo pro SAL navrženo již v roce 1971 a většinu průkopnických prací na PSR provedli vědci SAL.[9]V roce 1983 bylo získáno financování PSR pro SAL,[7] a výsledný stroj byl nazván Electron Ring of Saskatchewan (EROS).[10]Jako ekonomické řešení byl prsten vtlačen do stávající budovy „důmyslným prostředkem“ jeho zavěšení na strop.[11] Koncem 80. let byl také instalován systém komprese energie a do roku 1990, kdy byl v provozu EROS, byl SAL opět v popředí jaderné fyziky se střední energií. V roce 1991 byla podzemní experimentální oblast EA2 rozšířena tak, aby obsahovala nový spektrometr rozptylující elektrony. Do roku 1994 byla v provozu SAL 24/7, poskytující přibližně 5 000 hodin paprsku pro experimenty ročně.[7]

V polovině 90. let klesající zájem o subatomovou vědu v Kanadě a potřeba renovovat stárnoucí LINAC přesvědčil NSERC, aby postupně LINAC přestal používat.[12] V roce 1994 panel NSERC navrhl, aby a synchrotron by měl být postaven v Kanadě,[13] a ředitel SAL Dennis Skopik přesvědčil univerzitu, aby se ucházela o umístění nového zařízení.[12]

Kanadský světelný zdroj a konec SAL

Hlavní článek: Kanadský světelný zdroj
SAL LINAC, viděný na CLS v roce 2011

Dvě univerzity, které se ucházely o umístění nového synchrotronového zařízení - kanadský světelný zdroj (CLS), byly Saskatchewan a University of Western Ontario (UWO). Společnost NSERC zřídila výbor mezinárodních odborníků, který doporučuje jednu ze dvou lokalit.[13] UWO, která provozovala stávající Kanadské zařízení pro synchronní synchronizaci záření na americkém synchrotronu, byl jasným favoritem. Jeden člen výboru trval na tom, že není nutné cestovat do zimní zimy, než se rozhodl, protože navštívil UWO a byl přesvědčen, že by to mělo být místo. V roce 1996 však výbor, který skutečně navštívil Saskatoon, doporučil, aby byl CLS postaven v Saskatchewanu. Na neochotného člena byl SAL a jeho personál tak ohromen, že si to rozmyslel.[12]

Západní ekonomická diverzifikace byly získány finanční prostředky na období 1996–1999, které společnosti SAL umožnily „postupně ukončit práci subatomární fyziky a udržet její zaměstnance, aby provedli podrobné konstrukční konstrukční práce, prozkoumali kanadské zdroje dodávek a posunuli implementaci designu kupředu v rámci projektu CLS“.[14] Stále bylo nutné najít financování nového zařízení, a to až v roce 1999, kdy bylo poskytnuto úplné potřebné financování.[13]

Na začátku projektu výstavby CLS v roce 1999 společnost SAL formálně ukončila provoz a všichni zaměstnanci byli převedeni do nového ne pro zisk korporace, Canadian Light Source Inc., CLSI, která měla primární odpovědnost za technický design, konstrukci a provoz nového zařízení.[15]Značkovač koncového bodu byl přenesen do MAX-Lab na Lund University. V roce 2002 byl SAL LINAC zrekonstruován tak, aby fungoval na 250 MeV a nyní slouží jako součást vstřikovacího systému pro úložný kroužek CLS.[16] Současná budova CLS, dokončená v roce 2001, zahrnuje starou budovu SAL, s mnohem větší přístavbou postavenou přímo na ni, aby se do ní uložil synchrotronový skladovací kruh. V bývalé podzemní experimentální oblasti SAL EA2 se nyní nachází 35MeV LINAC[17] který je součástí projektu CLS na výrobu lékařského izotopu technecium-99m, opora nukleární medicína.[18]

externí odkazy

Reference

  1. ^ Encyklopedie Saskatchewan
  2. ^ PRACOVNÍ SKUPINA Fóra OECD MEGASCIENCE PRO ODSTRANĚNÍ PŘEKÁŽEK MEZINÁRODNÍ ZPRÁVĚ O SPOLUPRÁCI O LEGISLATIVNÍCH A ADMINISTRATIVNÍCH PŘEKÁŽKÁCH SPOLUPRÁCE MEGASCIENCE
  3. ^ A b Harrington, E. L .; Haslam, R. N. H .; Johns, H. E.; Katz, L. (1949). „Betatron Building and Installation at the University of Saskatchewan“. Věda. 110: 283–285. Bibcode:1949Sci ... 110..283H. doi:10.1126 / science.110.2855.283. PMID  17830694.
  4. ^ A b Houston, C. Stewart; Fedoruk, Sylvia O. (1985). „Role Saskatchewana ve výzkumu radioterapie“. Canadian Medical Association Journal. 132: 854–864. PMID  3884123.
  5. ^ A b C Laboratoř akcelerátoru Saskatchewan Brožura University of Saskatchewan, 1964
  6. ^ A b „Předchůdce synchrotronu,„ lineární urychlovač “, byl v roce 1964 přírůstkem 1,75 mil. USD k U of S“. 5. května 2000. Citováno 2012-08-05.
  7. ^ A b C d Laboratoř urychlovače Saskatchewan Brožura University of Saskatchewan, 1994
  8. ^ Katz, L .; Beer, G. A .; McArthur, D. E .; Caplan, H. S. (1967). „Zařízení na rozptyl elektronů v laboratoři urychlovače Saskatchewan“. Kanadský žurnál fyziky. 45: 3721–3736. Bibcode:1967CaJPh..45,3721K. doi:10.1139 / p67-311.
  9. ^ "Recenze CW Electron Machines" (PDF). 1994. Citováno 2012-08-03.
  10. ^ „Provozní výsledky elektronového prstence Saskatchewan (EROS)“ (PDF). 1989. Citováno 2012-08-05.
  11. ^ „Štěpení a fyzika v Kanadě“. 1989. Citováno 2012-08-05.
  12. ^ A b C „Synchrotron: Kanadský světelný zdroj 70 let ve výrobě“ “,Hvězdný Phoenix 20. října 2004
  13. ^ A b C Bancroft, G. M. (2004). „Kanadský světelný zdroj - historie a vědecké vyhlídky“. Canadian Journal of Chemistry. 82: 1028–1042. doi:10.1139 / v04-027.
  14. ^ „Přechodné financování schváleno pro laboratoř Saskatchewan Accelerator Laboratory“. 22. prosince 1997. Citováno 2012-06-08.
  15. ^ „Průmyslová účast na konstrukci synchrotronových světelných zdrojů“ (PDF). 2004. Citováno 2012-07-28.
  16. ^ „Injection system for the Canadian Light Source“ (PDF). 2004. Citováno 2012-07-07.
  17. ^ „Výroba lékařských izotopů pomocí rentgenového záření“ (PDF). 2012. Citováno 2012-07-27.
  18. ^ "Sask. Synchrotron k výrobě lékařských izotopů". 24. listopadu 2011. Citováno 2012-07-15.

Souřadnice: 52 ° 08'12,5 ″ severní šířky 106 ° 37'52,5 "W / 52,136806 ° N 106,631250 ° W / 52.136806; -106.631250