Post on 27-Oct-2021
Az MTA Atomki új Tandetron
részecskegyorsítója
GINOP-2.3.3-15-2016-00005 projekt: „Világszínvonalú kutatói környezet kialakítása
az MTA Atomki új Tandetron Laboratóriumában”
Rajta IstvánMTA Atomkitudományos főmunkatárs
2018. szeptember 1.
16. Magfizikus találkozó, Jávorkút
Gyorsítók az MTA Atomkiban
• 100-300 kV neutron generátorok (1958-1960)
• 800 kV Cockroft-Walton kaszkád (1961-1992)
• 1 MV Van de Graaff (1970-)
• 5 MV Van de Graaff (1971-)
• MGC-20 Cyclotron (1985-) orosz gyártmány
• ECR ionforrás (1996-)
• Izotóp szeparátor (2009-)
• AMS (2011-) ETH-Zürich
• HVE Tandetron (2014-) MTA INFRA
Új Tandetron Laboratórium
az MTA Atomkiban
Elrendezés
Tandetron (nagyfesz generátor): 2015. május
Duoplasmatron ionforrás és injektor mágnes: 2016. január
Kapcsoló mágnes: 2016. június
Kihozott nyaláb
Nukleáris asztrofizikai nyalábvég (első tudományos eredmény, Gyürky, et al. PRC)
Nanoszonda: 200 nm nyalábméret, folyt. köv.
Magfizikai nyalábvég: (PRL cikk, és rá hivatkozás: sötét foton / ötödik erő)
Eddigi finanszírozás: MTA Infrastruktúra projektek (a kapcsoló mágneshez a Wigner FK és az Atomki közösen)
Multi-felhasználós, multi-funkciós
berendezés
• Alapkutatás
– Atomfizika
– Magfizika
– Nukleáris asztrofizika
• Alkalmazott kutatás
– Ionnyaláb-analitika (különböző alkalmazási területeken)
• Innováció
– P-beam Writing(pl. mikrofluidika orvosi-biológiai alkalmazásokhoz)
• Oktatás
– MSc, PhD, ismeretterjesztés
Nanoszonda
• MTA Infrasruktúra projekt
• Tervezett paraméterek– < 100 nm nyaláb méret
– ~100 µm scan méret
– ~0.1 – 10 pA áram
A mikroszonda
1 µm nyaláb méret
2.5 mm scan méret
10 – 1000 pA áram
Hosszú távon is mindkét rendszerre szükség lesz, mert
különböző paramétereik miatt
különböző alkalmazási területeket,
különböző felhasználói igényeket képesek kiszolgálni.
Oxford
Microbeams
Ltd.
PBW – Proton Beam Writing (mikro/nano-megmunkálás)
Egy alkalmazási példa
PMMA
Törésmutató változás
2 MeV P besugárzás
PMMA
Pozitív reziszt: PMMA (poly-methyl methacrylate)
2 MeV P besugárzás
30 mm SU-8
Si
SU-8
Ni
Negatív reziszt: SU-8 (glycidyl ether of bisphenol-A)
Nigalvanizálás
PMMA előhívás PMMA
60% DGMBE
20% Morpholin
5% Ethanolamine
15% Deszt víz
SU-8előhívás
SU8 előhívó MCC MicroChem Corp.
SU-8lemaratás
SU8 maró MCC MicroChem Corp.
Döntött PDMS mikro-oszolopok
Orvosi alkalmazások
Cirkuláló ráksejtek kiszűrése vérből
Együttműködés: Pannon Egyetem (Lendület) és MFAOTKA projekt: végeredmény sikeresLegfontosabb publikációk: Electrophoresis (2), stb.
GINOP-2.3.3-15-2016-00005 projekt:
Közbeszerzések
1. Eljárás (lezárult, eszközök leszállítva, beüzemelés folyamatban)
„Tandetron Laboratórium bővítése kutatási eszközök vásárlásával”
1. rész: ionforrások és nagyenergiás kiegészítő (2.024.000 EUR, HVEE)
2. rész: analitikai nyalábvég (408.930 EUR, NEC)
3. rész: SDD röntgendetektor klaszter (99.500 EUR, RaySpec)
2. Eljárás (előkészítés alatt)
„Tandetron Laboratórium bővítése vákuumendszer beszerzésével”
1. rész: Turbomolekuláris szivattyúk, zsilipek, szelepek, vákuummérők beszerzése
2. rész: Scroll rendszerű száraz elővákuum szivattyúk beszerzése
3. rész: Vákuumkamrák és vákuumtechnikai fogyóeszközök beszerzése
A végleges elrendezés
Paraméterek
HVEE H, He, és nehézion források
Főbb specifikációk:
Multicusp ionforrás SO120 1H+ : 200 eµA
Multicusp ionforrás SO130 4He2+ : 40 eµA
Nyaláb fényesség : garantált 8 Amp rad-2 m-2 eV-1
várható 16 Amp rad-2 m-2 eV-1
Model 860C ionforrás (Cézium sputtering)11B2+ 10 eµA12C2+ 40 eµA16O2+ 40 eµA28Si2+ 50 eµA31P2+ 20 eµA58Ni2+ 8 eµA63Cu2+ 15 eµA75As2+ 10 eµA197Au2+ 30 eµA
Fényképek
Paraméterek
HVEE Nagyenergiás kiegészítő
Főbb specifikációk:
90-fokos analizáló mágnes
Sugár : 1500 mm
Rés : 40 mm
Tömeg energia szorzat : 185 AMU-MeV (1.3T x 1.5m)
Stabilitás : 10-5 (1 óra)
Össztömeg : 7,5 t
Terminal voltage stability
GVM stabilization : ± 200 V / hr
Slit stabilization : ± 30 V / 4 hrs
(Analizált résekről résáram visszacsatolás!)
Beüzemelés fénykép
Egy ismeretterjesztő projekt
AR (Augmented Reality) szoftver fejlesztése Android platformra
Célja a Tandetron gyorsító és az ionforrások belső felépítésének bemutatása.
Ami kívülről nem látszik, azt is meg tudjuk mutatni a látogatóknak így „virtuálisan”.
Paraméterek
NEC Analitikai nyalábvég
Főbb specifikációk:
17” target kamra rendszer
• RBS
• PIXE
• ERDA
• IBIL
• Channeling
Potenciális alkalmazási területek
• Anyagtudomány
• Kulturális örökség
• Orvosi-biológiai
• Környezeti
Paraméterek
NEC Analitikai nyalábvég
Főbb specifikációk:
Kamra és környezete:
• Száraz (olajmentes) vákuumrendszer: turbo + scroll, leválasztó zsilippel;
• Szigetelt kamra, kollimátorok és tartóelemek;
• Minta betöltő zsilip (load lock): gyors mintacserét tesz lehetővé;
• Target kamera: precíz mintapozicionálás;
• Adatgyűjtő, mérésvezérlő számítógép analizátor kártyával és szoftverrel
automatizált adatgyűjtésre és adatfeldolgozásra; (gyűjtés, léptetés)
• Minta fűtés 500°C-ig.
Paraméterek
NEC Analitikai nyalábvég
Főbb specifikációk:
RBS/ERDA• Fix SSB detektor 170°, előerősítővel, erősítővel és tápegységgel;
• Mozgatható SSB detektor 30°-170°;
• További SSB detektor 97°;
• ERD fólia tartó a mozgatható detektorra rögzítve 6 fóliához;
PIXE• 25 mm2 SDD detektor elektronikával;
• GUPIX kiértékelő szoftverrel;
IBIL• Száloptika és spektrométer;
Channeling nyalábcsatorna• 2 dupla rés;
• Nyalábprofil Monitor (BPM);
Paraméterek
RaySpec SDD röntgen detektor klaszter a kihozott nyalábvéghez
Főbb specifikációk:
3x65mm² + 1x30mm² SDD röntgen detektorok
• Energiafeloldás: 129 eV @5.9 keV (3 kcps);
• Kristály vastagság: 450 µm;
• Jel/zaj arány: >10K:1;
• 3 ablak: 12.5μm DuraBeryllium (65);
• 1 ablak: SiN (30);
• Elektronika: XIA xMAP DXP
(NI PXI keretben);
• 4 csatornás nagy sebességű
jelfeldolgozó rendszer;
H2020 Projekt
Call: H2020-INFRAIA-2018-1
Funding scheme: RIA
Proposal number: 824096
Proposal acronym: RADIATE
Duration (months): 48
Proposal title: Research And Development with Ion Beams –
Advancing Technology in Europe
Activity: INFRAIA-01-2018-2019
Konzorcium vezető: HZDR – Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf EV
Konzorciumi tagok száma: 18 (13 országból)
Részvételünk: JRA – Joint Research Activity
WP19 Ion Sources and Beams
T19.1: Microbeam Optics
WP20 Detectors and Electronics
T20.1: Single Ion Detection
Együttműködések
A jelenlegi gyorsítófelhasználók tele vannak új ötletekkel:
az új lehetőségek, paraméterek ismeretében.
Belső: az MTA Atomki kutatócsoportjai
Külső: Wigner FK, ELTE, BME, SZBK, ELI, stb…
Minden magyar és külföldi együttműködésre
nyitottak vagyunk!
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!
Köszönet:
MTA Infrastruktúra projektek
GINOP projekt
OTKA projektek
Minden résztvevő kolléga