URKUT_10-1-2011-0005
A projekt főbb adatai Sugárkárosodási vizsgálatokhoz kapcsolódó alapkutatások végzése a radiometriai háttér fejlesztése céljából az MTA Atomki ciklotronjánál A szerződés száma: Támogató: Forrás: Közreműködő szervezet: Kedvezményezett:
URKUT_10-1-2011-0005 Nemzeti Fejlesztési Ügynökség Kutatási és Technológiai Innovációs Alap MAG-Magyar Gazdaságfejlesztési Központ Zrt. Magyar Tudományos Akadémia Atommagkutató Intézet
Támogatási összeg: Támogatási intenzitás: Támogatás típusa:
4 905 000,- Ft 100% Vissza nem térítendő
Futamidő: Munkaszakaszok száma:
2013. május 15. - 2013. november 30. 1
A projekt fő céljai A Magyar Tudományos Akadémia Atommagkutató Intézet (MTA Atomki) infrastruktúrájának felhasználásával • • • •
Alapkutatások végzése p(16 MeV)+Be neutronokkal Új tudományos eredmények elérése A radiometriai mennyiségek (elnyelt dózisok, fluensek, stb.) mérési pontosságának növelése a sugárkárosodási vizsgálatokhoz A sugárkárosodási vizsgálatok radiometriai infrastruktúrájának megújítása az MTA Atomki-ban.
Feladatok • • • •
A radiometriai mérési háttér egyes elemeinek korszerűsítése Új referencia neutronspektrum meghatározása Átszámítási tényező meghatározása az 1 MeV ekvivalens neutronfluens megadásához Az új tudományos eredmények publikálása
A projekt fontossága A világűrben a berendezések és laboratóriumok • • •
sugárzási környezetben üzemelnek, ionizációs és atomkilökődési folyamatokkal járó sugárhatásokat szenvednek, a várható sugárkárosodási folyamatok ismerete és tervezhetősége igen fontos.
A sugárkárosodási folyamatok modellezhetők •
•
Besugárzásokkal •
60Co
gamma fotonokkal:
•
Gyorsneutronokkal:
Számítógépes szimulációkkal
elektromágneses folyamatok hatásai Total Ionization Dose (TID) effects
atomkilökődési folyamatok hatásai Non Ionizing Energy Loss (NIEL)
Új partnerek, újabb igények Európai Űrügynökség (ESA) •
Magyarország teljes jogú tag lehet a közeljövőben
•
Új lehetőségek az űrkutatásban és az űriparban érdekelt hazai intézmények, szervezetek és vállalkozások számára
•
Szigorú követelményrendszer
Az MTA Atomki a Magyar Űripari Klaszter tagja •
•
Bővülhet azon hazai és külföldi K+F+I partnerek köre, akik •
kísérleti fázisban levő technológiákat tesztelnének olcsó műholdakon,
•
anyagokat, részegységeket, berendezéseket, stb. fejlesztenek, gyártanak, üzemeltetnek a világűrben és más sugárzási környezetekben üzemelő kutatási eszközökhöz.
Űrkutatatási célú sugárkárosodási vizsgálatok: •
a magasabb szintű követelmények fejlesztendő kompetenciákat igényelnek
Alkalmazási lehetőségek más területeken Oktatás •
Természettudományok, műszaki tudományok: BSc, MSc és PhD hallgatók képzése Fiatal kutatók és más szakemberek továbbképzése
Egyéb területek, ahol számolni kell a sugárzási környezet hatásaival •
• • • •
nukleáris energetika (fúziós és hasadási reaktorok, radioaktív hulladékok átalakítása, radioizotópos energiaforrások, nagyintenzitású radioaktív anyagok tárolása, stb.), nagyintenzitású radioaktív anyagok minősítése (pl. nuclear safeguard), sugársterilizálók, részecskegyorsítók, sugárterápiás célú besugárzó berendezések, polgári és katonai célú közlekedés, informatikai rendszerek (pénzügyi szféra, informatika, egészségügy, nemzetvédelem, stb.)
A kutatás során használandó infrastruktúra A Nemzeti Kutatási Infrastruktúra Regiszter (NEKIFUT) által stratégiai fontosságúnak minősített kutatási infrastruktúra • • • •
ATOMKI Gyorsítóközpont (ATOMKI GYK) MTA ATOMKI Ciklotron Laboratórium Széles spektrumú nagyintenzitású ciklotron neutronforrás berillium céltárggyal (ATOMKI HI-FNS) Kvázimonoenergiás gyorsneutronforrás (ATOMKI QM-FNS)
Kalibrációkhoz szükséges sugárforrások • •
Nagyintenzitású gamma fotonokat emittáló 60Co forrás Hitelesített gamma források gamma spektrometriai célokra
Radiometriai módszerek A szeparált neutron és gamma dózisok meghatározása •
Ionizációs kamrapár módszer: EXRADIN T2, EXRADIN M2 kamrák
•
Termolumineszcens detektorok: LiF: Harshaw TLD-100, TLD-600, TLD-700
A neutronspektrum meghatározása •
Multifólia aktivációs módszer + program a neutronspektrum iterációval történő meghatározására (unfolding)
•
Bonner-féle gömbsorozat
•
Részecsketranszport szimulációk Monte Carlo módszerrel (programok: MCNP, MCNPX)
Átszámítási faktor meghatározása az 1 MeV ekvivalens neutronfluensek megadásához •
Az ASTM E1855-10 szabványban leírt eljárás kivitelezése
Az MTA Atomki referenciái: Európai Űrügynökség (ESA) SMART-1 program Cél:
Küldetés a Holdra az ESA első ionhajtóműves műholdjával
Fővállalkozó:
Swedish Space Corporation (SSC)
Az SSC alvállalkozója: KTH Stockholm (Svédország) KTH partner:
MTA Atomki
MTA Atomki feladatok: COTS memóriák sugártűrési tesztjeinek elvégzése a fedélzeti 4 GB-os tömegtároló kifejlesztéséhez, Single Event Upset (SEU) gyakoriságok becslése a Van Allen övekre és a Hold körüli pályákra vonatkozóan
Műholdak burkolására szolgáló multirétegek sugárkárosodásának vizsgálata
Az MTA Atomki referenciái: Európai Uniós Keretprogramok EU FP6 SME: DIAMOND Cím:
Innovatív, nagypontosságú, dozimetriai célú monolitikus CVD gyémánt alapú detektorrendszer fejlesztése
MTA Atomki feladat: CVD gyémánt filmek elektromos paramétereinek megváltoztatása gyorsneutronokkal történő besugárzás útján EU FP7 SME: RadiCal Cím:
CVD gyémánt alapú innovatív nagypontosságú 2D doziméter fejlesztése konformális sugárterápiai célokra
MTA Atomki feladat: CVD gyémánt filmek besugárzása gyorsneutronokkal Elektronikai fejlesztések
Az MTA Atomki referenciái: CERN R&D projektek Sugárkárosodási vizsgálatok (Részecskék: neutronok, protonok,
60Co
gamma fotonok)
RD-16:
A FERMI (Front-End Readout MIcrosystem) komponenseinek tesztelése és a tokozásaik aktiválódásának vizsgálata
RD-37:
Párhuzamos elektródájú ionizációs kamrák (Parallel Plate Chamber, PPC) tesztelése
RD-42:
Si-diódák, Si-microstrip detektorok, SiC-detektorok, CVD gyémánt detektorok tesztelése
Az MTA Atomki referenciái: CERN LHC CMS Sugárkárosodási vizsgálatok (Részecskék: neutronok, protonok, ionok, záporok, hadronzáporok)
60Co
gamma fotonok, elektromágneses
A müondetektáló rendszer palástján levő detektorok pozícionáló és helyzetellenőrző optikai-elektronikai rendszere (Muon system: Allignment of the Barrel detection system, MAB) Fényforrások: Fénydetektorok: Optikai anyagok: Érzékelők:
LED-ek, meghajtó és szabályozó elektronikák a-Si szenzorok, a-Si Shottky-szenzorok, p-i-n szenzorok, CCD-k, CMOS aktív pixel szenzorok üvegek, ragasztók elektrolitikus dőlésmérők, gáznyomás érzékelők
Very forward hadron kaloriméter (HF-HCAL) Fotonikai eszközök: Fotoelektron sokszorozó csövek, optikai szálak tesztelése
Az MTA Atomki referenciái: CERN LHC ATLAS & ALICE Sugárkárosodási vizsgálatok (Részecskék: neutronok, protonok,
60Co
gamma fotonok)
ATLAS: TileCal detektor: A digitalizáló tesztelése FPGA alapú rendszerrel ALICE: Nagysebességű optikai adatátviteli rendszer elektronikája SRAM és flash technológiákon alapuló FPGA -k tesztelése (Source Interface Unit (SIU) for the high-speed optical Detector Data Link (DDL))
Az MTA Atomki referenciái: ITER ITER: International Thermonuclear Experimental Reactor Cadarache, Franciaország Sugárkárosodási vizsgálatok (Részecskék: p+Be neutronok,
60Co
gamma fotonok)
ITER Partner:
Control, Data Access and Communication (CODAC) Section
Atomki feladat:
Gyors vezérlő elektronikák tesztelése Single Event Upset (SEU) gyakoriságok becslése gyors, lassú és termikus neutronokra
Web-oldalak A kutatás során felhasználandó infrastruktúra ismertetői MTA Atomki Gyorsítóközpont: https://regiszter.nekifut.hu/ki/atomki-gyk MTA Atomki Ciklotron Laboratóriuma
https://regiszter.nekifut.hu/ki/atomki-ciklotron-lab Széles spektrumú nagyintenzitású ciklotron neutronforrás berillium céltárggyal: https://regiszter.nekifut.hu/ki/atomki-hi-fns
Korábbi publikációk listái http://w3.atomki.hu/p2/authors/aut02312.htm#Table http://w3.atomki.hu/p2/authors/aut00073.htm#Table
Kapcsolattartó Név:
Dr. Fenyvesi András Csaba
Cím:
Magyar Tudományos Akadémia Atommagkutató Intézet H-4026 Debrecen, Bem tér 18/c.
Levélcím:
H-4001 Debrecen, Pf. 51.
Telefon:
+36-52-509-200 (központ) Mellék: 11390 +36-52-509-273 (közvetlen)
Telefax:
+36-52-416-181
E-mail:
[email protected]
