La fuente de neutrones de espalación ( SNS ) es una instalación de fuente de neutrones basada en un acelerador en los EE. UU. Que proporciona los haces de neutrones pulsados más intensos del mundo para la investigación científica y el desarrollo industrial. [1] Cada año, esta instalación alberga a cientos de investigadores de universidades, laboratorios nacionales e industria, que realizan investigación básica y aplicada y desarrollo de tecnología utilizando neutrones. SNS es parte del Laboratorio Nacional Oak Ridge , que es administrado por UT-Battelle para el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE). SNS es una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE, [2] y está abierto a científicos e investigadores de todo el mundo.
Una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE | |
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Localización: | Laboratorio Nacional Oak Ridge, Oak Ridge, Tennessee , Estados Unidos |
Propósito científico: | Proporcione información única sobre la estructura y las propiedades de los materiales en todo el espectro de la biología, la química, la física y la ingeniería. |
Organización: | SNS es parte de la Dirección de Ciencias de Neutrones de ORNL, que también incluye el Reactor de Isótopos de Alto Flujo, una fuente de neutrones de estado estacionario. |
Sitio web: | neutrons.ornl.gov |
Investigación de la dispersión de neutrones
La dispersión de neutrones permite a los científicos contar neutrones dispersos, medir sus energías y los ángulos en los que se dispersan y mapear sus posiciones finales. Esta información puede revelar la estructura molecular y magnética y el comportamiento de materiales, como superconductores de alta temperatura , polímeros , metales y muestras biológicas. Además de los estudios enfocados en la física fundamental, la investigación de la dispersión de neutrones tiene aplicaciones en biología estructural y biotecnología , magnetismo y superconductividad, materiales químicos y de ingeniería, nanotecnología , fluidos complejos y otros.
Cómo funciona SNS
El proceso de espalación en SNS comienza con iones de hidrógeno cargados negativamente que son producidos por una fuente de iones . Cada ion consta de un protón orbitado por dos electrones . Los iones se inyectan en un acelerador de partículas lineal , o linac, que los acelera a una energía de aproximadamente un GeV (o aproximadamente al 90% de la velocidad de la luz ). [3] Los iones pasan a través de una lámina, que quita los dos electrones de cada ion, convirtiéndolo en un protón. Los protones pasan a una estructura en forma de anillo, un anillo acumulador de protones , donde giran a velocidades muy altas y se acumulan en "racimos". Cada grupo de protones se libera del anillo como un pulso, a una velocidad de 60 veces por segundo (60 hercios ). Los pulsos de protones de alta energía golpean un objetivo de mercurio líquido , donde se produce la espalación . Los neutrones astillados se ralentizan luego en un moderador y se guían a través de líneas de haz a áreas que contienen instrumentos especiales donde se utilizan en una amplia variedad de experimentos. [3]
Historia
La mayoría de las fuentes de neutrones del mundo se construyeron hace décadas y, aunque los usos y la demanda de neutrones han aumentado a lo largo de los años, se han construido pocas fuentes nuevas. Para satisfacer esa necesidad de una fuente de neutrones nueva y mejorada, la Oficina de Ciencias Energéticas Básicas del DOE financió la construcción de SNS, que proporcionaría los haces de neutrones pulsados más intensos del mundo para la investigación científica y el desarrollo industrial.
La construcción de SNS fue una asociación de seis laboratorios nacionales del DOE: Argonne , Brookhaven , Lawrence Berkeley , Los Alamos , Oak Ridge y Jefferson . Esta colaboración fue una de las más grandes de su tipo en la historia científica de los Estados Unidos y se utilizó para reunir las mejores mentes y experiencias de muchos campos diferentes.
Después de más de cinco años de construcción y un costo de $ 1.4 mil millones, SNS se completó en abril de 2006. Los primeros tres instrumentos comenzaron a ponerse en servicio y estuvieron disponibles para la comunidad científica en agosto de 2007.
A partir de 2017, se han completado un total de 20 instrumentos y el SNS alberga a unos 1400 investigadores por año. [4]
Ver también
Referencias
- ↑ En 2007, SNS se inscribió en el Libro Guinness de los récords mundiales como la fuente de espalación pulsada más poderosa.
- ^ Instalaciones para el usuario | Oficina de Ciencias (SC) del DOE de EE. UU.
- ^ a b "Cómo funciona SNS | Ciencia de neutrones en ORNL" . neutrons.ornl.gov . Consultado el 15 de junio de 2018 .
- ^ "Fuente de neutrones de espalación | Ciencia de neutrones en ORNL" .
enlaces externos
- Página web oficial
- TE Mason et al., "La fuente de neutrones de espalación: una herramienta poderosa para la investigación de materiales", arXiv: physics / 0007068v1.
- "SNS: neutrones para 'películas moleculares'" , Symmetry, vol. 03 (05), junio / julio de 2006.
Coordenadas :35 ° 57′04 ″ N 84 ° 18′07 ″ O / 35.951 ° N 84.302 ° W / 35,951; -84.302