Техно

Европа начинает строительство новой версии Большого адронного коллайдера

Ускоритель ESS будет самым крупным и самым мощным в мире: его КПД в 30 раз превысит все существующие аналогичные установки

Фото: alten.se

В Швеции начинается подготовка к сооружению гигантского ускорителя элементарных частиц - European Spallation Source (ESS). Проект стоимостью 1,38 млрд евро станет крупнейшим в мире нейтронным источником после Большого адронного коллайдера. На установке ESS будут проводиться самые разные эксперименты - физико-теоретические, биотехнологические, медицинские, а также исследования в  самой перспективной ныне области нанотехнологий. Согласно планам первый запуск источника ESS пройдет в 2019 году.

Нейтроны не зря представляют для науки большой интерес: поскольку они  не несут электрического заряда и могут проникать глубоко в атомы вещества, с помощью нейтронов можно напрямую исследовать атомы различных элементов. Любое другое излучение, в том числе рентгеновское, этого сделать не позволяет. Так, если с помощью рентгена можно увидеть только тяжелые элементы, то используя нейтроны - изучать и легкие элементы в момент их взаимодействия с тяжелыми, к примеру, водород и углерод. Результаты таких экспериментов обещают революционные открытия в молекулярной биологии, биомедицине и пр.

Проект стоимостью 1,38 млрд евро станет крупнейшим в мире нейтронным источником после Большого адронного коллайдера

Еще одним достоинством нейтронов является то, что они по сути - крошечные магниты, и с их помощью можно эффективно исследовать магнитные свойства различных материалов, включая сверхпроводники.

Основой комплекса ESS станет 600-метровый линейный ускоритель мощностью в 5 МВт, который будет разгонять протоны или другие частицы, сталкивая их в конце пути с вольфрамовой мишенью. Столкновение ядер материала мишени с протонами приводит к расщеплению ядер, в результате чего излучаются нейтроны. Высокочувствительные датчики будут их ловить, измерять все характеристики и направлять данные в датацентр, расположенный в Копенгагене. Ускоритель ESS будет самым большим и самым мощным линейным ускорителем частиц: его мощность в 30 раз больше, чем у всех существующих ныне аналогичных установок.

По предварительным прогнозам, совместная работа нового источника нейтронов с другими установками способна повысить эффективность работы последних до 1000 раз. Физик из Датского Технического университета Хеннинг Фриис Пулсен поясняет, что благодаря этому все научные эксперименты в области сверхпроводимости, материаловедения и множестве других перспективных отраслей будут проводиться гораздо быстрее и обеспечат более точные результаты.

Пулсен добавляет, что в мире уже существуют подобные ESS установки, но генераторами нейтронов в них являются традиционные ядерные реакторы. Европейский же аналог основан на принципиально новых технологиях, что позволит избежать проблем с безопасностью, связанных с наличием ядерного реактора, а также увеличить количество излучаемых нейтронов.

Фото: enigmes.tv

Лунд на юге Швеции - средоточие разнообразных научно-исследовательских комплексов. Именно здесь находится MAX IV, самый современный синхротронный источник рентгеновского излучения, который вступит в строй в 2016 году. ESS и MAX IV будет разделять всего один километр, это позволит производить комплексные исследования, получая информацию от просвечивания образцов материалов рентгеновским и нейтронным излучением. 

По предварительным прогнозам, совместная работа нового источника нейтронов с другими установками способна повысить эффективность работы последних до 1000 раз

Ускоритель ESS сооружается на территории академгородка площадью 100 тысяч квадратных метров, разработанного архитектурной компанией Henning Larsen Architects. Здесь строятся лаборатории, офисные помещения, лектории и даже центр по приему туристов. Особое внимание уделено системе отвода дождевых и грунтовых вод, которые создадут вокруг ускорителя заболоченную местность, препятствующую проникновению на его территорию, а также территорию академгородка диких животных и непрошеных гостей. Общий штат сотрудников, которые будут заниматься обслуживанием оборудования установки ESS, составит 500 человек, а ежегодно работать с этим источником сможет от 2 до 5 тысяч ученых из разных стран.

Проект создания центра ESS существует еще с 1993 года. Изначально в организацию вошли 18 крупнейших лабораторий 11 стран. Согласно предварительным расчетам, стоимость строительства 600-метровой трубы составит 1 миллиард 380 миллионов евро - 14 миллиардов шведских крон.  Шведское правительство профинансирует 35% стоимости сооружения и оплатит 10% эксплуатационных расходов. В денежном измерении это 4 млрд крон и еще по 90 млн крон ежегодно. Дания вложит в проект 12.5%, а остаток суммы распределен между другими странами в различных пропорциях. Ожидается, что первое включение ускорителя должно состояться не позже 2019 года, на на полную расчетную мощность установка выйдет в 2025 году.