CSNS

China Spallation Neutron Source
Главный въезд на территорию центра
Главный въезд на территорию центра
Тип линак + синхротрон
Назначение источник нейтронов
Страна Китай
Годы работы с 2018
Технические параметры
Частицы протоны
Энергия 1.6 ГэВ
Периметр/длина 227.92 м
Кратность ВЧ 2
Частота повторения 25 Гц
Бетатронные частоты 4.82/4.80
Ток пучка 62.6 μA (средний)
Число сгустков 2
Число частиц в сгустке 7.8×1012 (в кольце)
Прочая информация
Географические координаты 22°52′09″ с. ш. 113°55′00″ з. д.HGЯO
Сайт english.ihep.cas.cn/csns/
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

China Spallation Neutron Source (CSNS) — строящийся в китайском городе Дунгуань исследовательский центр, крупный ускорительный комплекс, импульсный источник нейтронов[1].

Принцип работы

Поток нейтронов возникает в результате реакции скалывания при сбросе пучка протонов высокой энергии на мишень из материала с тяжёлым ядром: протон выбивает из ядра отдельные нуклоны, оставляя ядро в нестабильном и возбуждённом состоянии. Ядро излучает протоны, нейтроны, альфа-частицы с характерными «ядерными энергиями» ~ 2 МэВ, за пределы мишени выходят лишь не имеющие электрического заряда нейтроны. Высокоэнергетичные нуклоны, выбитые первичным протоном, продолжают каскадную реакцию скалывания с пониженной энергией.

Общая схема комплекса
Ускоритель RFQ
Тоннель линака

Ускоритель и мишень

Комплекс состоит из линейного ускорителя и быстроциклирующего синхротрона на энергию до 1.6 ГэВ[2]. Пучок частиц, отрицательных ионов водорода H−, создаётся в ионном источнике Пеннинговского типа (PIG), с током 20 мА в импульсе. Далее ионы ускоряются до энергии 3 МэВ в RFQ-ускорителе, и попадают в 80 МэВ линейный ускоритель с трубками дрейфа, за которым следует 197 м канал транспортировки LRBT (Linac to RCS Beam Transfer line) в кольцо синхротрона[2]. Столь длинный канал предусмотрен для будущего апгрейда линака до энергии 300 МэВ[3].

Инжекция в кольцо перезарядная, т.е. пучок H− при впуске в кольцо проходит сквозь тонкую фольгу, теряя оба электрона, что позволяет накапливать циркулирующий пучок протонов большой интенсивности. Накопленный сгусток ускоряется до энергии 1.6 ГэВ в быстроциклирующем синхротроне, способном работать с частотой повторения до 25 Гц, и выпускается для генерации потока нейтронов на вольфрамовую мишень с охлаждением тяжёлой водой[4].

На первом этапе CSNS должен был при среднем токе 62.5 μА поставлять 100 кВт мощности в пучке на мишени, этот показатель достигнут в 2020 году[5]. В финальной конфигурации при повышении частоты повторений до 50 Гц, тока до 312 μА, энергии инжектора до 300 МэВ и ряде других модификаций, мощность на мишени должна достичь 500 кВт[3].

Экспериментальные станции

Всего запланировано до 20 экспериментальных станций[6], первоначально комплекс запущен с тремя из них, к концу 2023 года 7 станций были готовы к работе на пользователей[7].

История

Предложение сооружения национального импульсного источника нейтронов было поддержано Государственным комитетом по развитию и реформам 2008 году, с первоначальным бюджетом ¥1.89 млрд ($345 млн)[7][8]. Проектирование и сооружение комплекса велось силами института Института физики высоких энергий (IHEP) при поддержке Института физики[англ.] (IOP), обе организации — в составе Китайской академии наук. Первый пучок был получен в 2017 году, в 2018 году получена мощность 20 кВт в пучке, к 2020 году достигнута цель первого этапа комплекса: получена мощность 100 кВт на мишени[7]. В октябре 2024 года достигнута мощность 170 кВт[9].

См. также

  • SNS — Spallation Neutron Source
  • ESS — Eurorean Spallation Source
  • ISIS — источник нейтронов в Великобритании

Примечания

  1. ↑ Overview
  2. ↑ 1 2 The Accelerator
  3. ↑ 1 2 M.Y. Huang et al. Study on the Important Technologies of 300MeV Upgrade for the CSNS Injection System // IPAC'2021. — JACoW, 2021. — С. 3089-3092. — doi:10.18429/JACoW-IPAC2021-WEPAB199.
  4. ↑ Target Station
  5. ↑ S.Y. Xu et al. Achievement of 100-kW Beam Operation in CSNS/RCS // IPAC'2021. — JACoW, 2021. — С. 1869-1871. — doi:10.18429/JACoW-IPAC2021-TUPAB196.
  6. ↑ Instruments
  7. ↑ 1 2 3 H. Chen et al. Design and construction of the China Spallation Neutron Source // NIM A. — Elsevier, 2025. — Т. 1078. — С. 170431. — doi:10.1016/j.nima.2025.170431.
  8. ↑ Hesheng Chen & Xun-Li Wang. China's first pulsed neutron source // Nature Materials. — Nature, 2016. — Т. 15. — С. 689–691. — doi:10.1038/nmat4655.
  9. ↑ Latest news: 170kW!

Content Disclaimer

Informasi ini disarikan dari Wikipedia dan disajikan kembali untuk tujuan edukasi. Konten tersedia di bawah lisensi CC BY-SA 3.0. Kami tidak bertanggung jawab atas ketidakakuratan data yang bersumber dari kontribusi publik tersebut.

  1. The information displayed on this website is sourced in part or in whole from Wikipedia and has been adapted for the purpose of restating it. We strive to provide accurate and relevant information, however:
  2. There is no guarantee of absolute accuracy. Wikipedia is an open, collaborative project that can be edited by anyone, so information is subject to change.
  3. It is not intended to constitute professional advice. The content displayed is for informational and educational purposes only. For important decisions (e.g., medical, legal, or financial), please consult a professional.
  4. Content copyright. Wikipedia is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike License (CC BY-SA). This means that content may be reused with appropriate attribution and shared under a similar license.
  5. Responsible use. Any risk arising from the use of information from this website is entirely the responsibility of the user.