У китайському місті Хуейчжоу, провінція Гуандун, завершено будівництво прискорювального комплексу HIAF (High Intensity Heavy-ion Accelerator Facility), призначеного для генерації надвеликої інтенсивності пучків важких іонів. 21 липня установка пройшла технологічне приймання та перейшла до досвідченої експлуатації. Це перший у світі прискорювальний комплекс, що поєднує надпровідний лінійний прискорювач і кільцеві прискорювачі, здатний відтворювати атомні процеси всередині зірок.
Джерело зображень: HIAF
Проект вартістю близько 2,6 мільярда юанів (385 мільйонів доларів США) розроблявся Інститутом сучасної фізики (Institute of Modern Physics in Lanzhou) Китайської академії наук з 2009 року, а безпосередньо будівництво тривало сім років. На майданчику площею приблизно 32 гектари прокладено близько 2 км вакуумних каналів, значна частина яких розташована на глибині 13 м.
HIAF став першим великим дослідницьким комплексом, що об’єднав надпровідний лінійний прискорювач довжиною близько 100 м, швидкодіючий кільцевий синхротрон довжиною приблизно 570 м та накопичувальні кільця. Установка здатна прискорювати широкий діапазон частинок — від протонів і легких ядер до іонів урану — до енергій від мільйонів до мільярдів електрон-вольт на нуклон. Під час налагодження інтенсивність пучка кисню досягла 2,5 × 10¹¹ іонів за імпульс, а вісмуту — 3,2 × 10¹⁰ іонів за імпульс. Ці показники перевищили попередні міжнародні рекорди відповідно втричі та в 7,5 раза (до цього рекорд належав прискорювачу зі США). Максимальна енергія пучка кисню склала 4,25 ГеВ.
Для утримання та розгону настільки щільних пучків інженери створили імпульсні джерела живлення, здатні змінювати струм на тисячі ампер приблизно за 100 мс, забезпечуючи швидкість наростання магнітного поля до 12 Тл/с. Напруженість прискорюваного електричного поля досягає 35 кВ/м. Іони рухаються всередині камери з титановими стінками товщиною всього 0,3 мм, де підтримується надвисокий вакуум порядку 10⁻¹² мбар. Комплекс включає шість експериментальних станцій, де проводитимуться експерименти та синтезуватимуться унікальні радіоізотопи. Вже під час налагодження маса короткоживучого ізотопу золота-202 виміряна вдвічі точніше за попередній рекорд, а також зареєстровано два нові ізотопи.
Вчені мають намір використовувати HIAF для пошуку меж існування атомних ядер та отримання тисяч різновидів нестабільних нуклідів, багато з яких живуть лише частки секунди. Зіткнення швидких важких іонів з мішенями створюють мікроскопічні області надзвичайно високої температури й тиску, дозволяючи моделювати умови всередині зірок, під час вибухів наднових та на ранніх етапах розвитку Всесвіту. Окрім фундаментальної ядерної фізики, установка застосовуватиметься для випробувань космічної електроніки та матеріалів на радіаційну стійкість, розробки ядерних технологій, медичних радіоізотопів та методів терапії пухлин. HIAF планується експлуатувати як міжнародний науковий центр, доступний дослідницьким групам з різних країн.
В Росії прискорювач важких іонів подібної потужності також близький до початку наукової роботи — це установка NICA в Дубні. Але, на відміну від китайського HIAF, російська система призначена для зіткнення зустрічних пучків іонів, тоді як HIAF орієнтована головним чином на опромінення мішеней.
Подробиці можна знайти на сайті: 3dnews.ru