Jaderná laboratoř univerzit trojúhelníků - Triangle Universities Nuclear Laboratory - Wikipedia

Jaderná laboratoř univerzit trojúhelníků
Logo Triangle Universities Nuclear Laboratory načteno 2016.gif
Založeno1965 (1965)
Typ výzkumuNukleární fyzika
ŘeditelArthur Champagne
Personál100
UmístěníDurham, Severní Karolina, Spojené státy
KampusTUNL se nachází na Duke University West Campus
Provozní agentura
Duke University, University of North Carolina at Chapel Hill, a Státní univerzita v Severní Karolíně
webová stránkawww.tunl.vévoda.edu

The Jaderná laboratoř univerzit trojúhelníků, zkráceně jako TUNL (vyslovuje se jako "tunel") je tripartitní výzkumné konsorcium provozované společností Duke University, University of North Carolina at Chapel Hill, Státní univerzita v Severní Karolíně a North Carolina Central University. Laboratoř se nachází na západním kampusu Duke University v Durham, Severní Karolína. Vědci jsou nyní čerpáni z několika dalších univerzit po celém světě Spojené státy kromě členů ze zakládajících univerzit.[1] TUNL se také účastní dlouhodobé spolupráce s univerzitami a laboratořemi z celého světa.[2] Financování TUNL pochází primárně z Ministerstvo energetiky Spojených států amerických, úřad pro jadernou fyziku.[3]

TUNL provozuje tři laboratorní zařízení, která jsou umístěna v areálu Duke University. Dvě zařízení, laboratoř tandemového urychlovače a laboratoř experimentální jaderné astrofyziky, jsou urychlovače paprsků s nízkým obsahem energie.[4] Třetím zařízením je zdroj vysoké intenzity gama záření (HIGS), který produkuje nejvyšší intenzitu polarizovaný Gama paprsek paprsky na světě.[5] TUNL se také podílí na externích výzkumných projektech, včetně probíhajícího experimentu demonstrantů Majorana Dvojitý rozpad beta experimentovat na Sanfordské podzemní výzkumné zařízení v Vést, Jižní Dakota.[2]

Dějiny

Pohled na úroveň laboratoře TUNL

Výzkum na TUNL je zaměřen na nukleární fyzika, včetně studií o Základní symetrie, Neutrina, Jaderná astrofyzika, a Hadron struktura.[3] TUNL také provádí aplikovaný výzkum a zkoumá aplikace jaderné fyziky na témata jako např národní bezpečnost, Veřejné zdraví, a Fyziologie rostlin.[2]Jaderná laboratoř univerzit trojúhelníků byla založena v roce 1965 s grantem 2,5 milionu USD od Komise pro atomovou energii Spojených států financování nových 15 MeV Tandemový akcelerátor Van de Graaff stejně jako 15 MeV Cyklotron.[6] Po třech letech výstavby a testování byl nový urychlovač uveden do provozu v prosinci 1968.[7] Henry Newson, profesor jaderné fyziky na Duke University, byl zodpovědný za návrh, byl původním zastáncem spojení úsilí tří univerzit a působil jako první ředitel nové laboratoře.[8] Tandemový generátor a cyklotron na TUNL byly spojeny do toho, co se jmenovalo Cyclo-Graaffův urychlovač. Iony by byly nejprve zrychleny v cyklotronu. Poté, jakmile bude počáteční energie dostatečně vysoká, bude paprsek z cyklotronu vstřikován do tandemového generátoru, kde bude dále zrychlován. Společné použití urychlovačů zdvojnásobilo maximální energii, kterou by laboratoř mohla dosáhnout ve srovnání s energiemi každého jednotlivého urychlovače.[6] Tuto kombinaci, Cyclo-Graaff, používal Henry Newson ke studiu jaderné struktury až do své smrti v roce 1978.[6]

Zařízení

Tandemová laboratoř

Generátor tandemu Van de Graaff FN s maximálním koncovým napětím 10 Mega volty.[2] Zařízení může produkovat světelné iontové paprsky složené z Protony, Deuterony, 3On Nuclei, a 4On Nuclei.[4] Protonové a neutronové paprsky produkované v tandemové laboratoři jsou k dispozici buď polarizované nebo nepolarizované v závislosti na požadavcích experimentu.[9] Prostřednictvím kolizí sekundárních paprsků může laboratoř také produkovat polarizované neutronové paprsky, což laboratoři umožňuje studovat interakce neutronů.[9] Tandemová laboratoř je primárně určena ke studiu Silná síla při nízkých energiích.[2] Výzkum na Tandemu zahrnuje dynamiku několika nukleonů, reakce přenosu dvou nukleonů a množení neutronů.[9]

Vysoce intenzivní zdroj gama záření

Vysoko intenzivní zdroj gama záření (HIGS) produkuje gama záření pomocí Comptonův zpětný rozptyl.[9] K tomu dochází, když fotony z a Laser s volnými elektrony srážet se zrychleně Elektrony, produkující paprsek vysokoenergetických fotonů s velmi přesnou energií a vysokým stupněm polarizace.[4] Paprsky gama záření lze vyrábět s energiemi v rozmezí od 1 do 100 MeV s maximální intenzitou 1 000 / s / eV, díky čemuž je HIGS zdrojem gama paprsků s nejvyšší intenzitou na světě.[2][9] Výzkum na HIGS lze rozdělit do dvou skupin: jaderná struktura a jaderná astrofyzika, s reakcemi jako (, '), (, n) a (, ), spolu s nízkou energií QCD, se studiemi o Comptonově rozptylu a foto-Pion Výroba.[3]

Laboratoř experimentální jaderné astrofyziky

Kombinace dvou urychlovačů umístěných ve společnosti LENA pokrývá celou škálu energetických hodnot až do 1 MeV a vytváří paprsky, které jsou stabilní i intenzivní.[10] Laboratoř se zaměřuje na paprsky světelných iontů s vysokým proudem, které jsou optimalizovány pro aplikace v jaderné astrofyzice.[2] Témata výzkumu v LENA zahrnují jaderné reakce, které řídí astrofyzikální procesy, jako jsou Hvězdná evoluce, Novae, a Rentgenové záblesky.[3]

Vzdělávání

Vzdělávání v oblasti jaderné fyziky se poskytuje jak na postgraduální, tak na vysokoškolské úrovni studentům jaderné laboratoře univerzit v trojúhelníku. TUNL čerpá přibližně 40 postgraduálních studentů ze tří zakládajících univerzit. Absolventi najdou zaměstnání v různých prostředích, včetně pozic na fakultách, průmyslových pozicích a pozicích ve vládních výzkumných zařízeních a v USA Národní laboratoře.[11] Absolventi George A. Keyworth II a John H. Gibbons sloužil jako prezidentský vědecký poradce prezidentů Ronald Reagan a Bill clinton resp.[7]

Jednou ze součástí vysokoškolského studia poskytovaného TUNL je TUNL / Duke Výzkumné zkušenosti pro vysokoškoláky, desetitýdenní program financovaný z Národní vědecká nadace nabízeny během léta s místy v areálu TUNL a omezeným počtem pozic na CERN.[2][12] Vysokoškoláci ze tří zakládajících univerzit a dalších přidružených univerzit provádějí výzkum se členy fakulty po celý rok.[13]

Reference

  1. ^ "Fakulta TUNL". Duke University. Citováno 2. srpna 2016.
  2. ^ A b C d E F G h „Zpráva o pokroku TUNL 2012–2013“ (PDF). Duke University. Citováno 2. srpna 2016.
  3. ^ A b C d „Howell TUNL Facilities“ (PDF). Florida State University. Citováno 2. srpna 2016.
  4. ^ A b C „Zařízení TUNL“. Duke University. Citováno 4. srpna 2016.
  5. ^ „TUNL HIGS“. Citováno 4. srpna 2016.
  6. ^ A b C „Nízkoenergetická fyzika s velkým dopadem“. Duke University. Citováno 2. srpna 2016.
  7. ^ A b „Secret Sauce“. University of North Carolina at Chapel Hill. Citováno 2. srpna 2016.
  8. ^ "Katedra fyziky Duke University Historická fakulta 1963-1985". Citováno 4. srpna 2016.
  9. ^ A b C d E „Kontrola jaderných laboratoří na univerzitách v trojúhelníku“ (PDF). Citováno 9. srpna 2016.
  10. ^ „Laboratoř experimentální jaderné astrofyziky“. Citováno 9. srpna 2016.
  11. ^ „Graduate Education ve společnosti TUNL“. Citováno 8. srpna 2016.
  12. ^ „TUNL / Duke REU“. Citováno 8. srpna 2016.
  13. ^ „Výuka jaderné fyziky“. Citováno 8. srpna 2016.