03-0-1129-2017/2021
 
Приоритет: 1
   
Статус: Одобрена


Развитие ускорительного комплекса и экспериментальных установок ЛЯР (DRIBs-III)


Руководители темы:    Гульбекян Г.Г.
Дмитриев С.Н.
Иткис М.Г.
Научный руководитель темы:     Оганесян Ю.Ц.


Участвующие страны и международные организации:

Бельгия, Болгария, Германия, Египет, Италия, Казахстан, Китай, Монголия, Польша, Россия, Румыния, Сербия, Словакия, США, Узбекистан, Украина, Франция, ЦЕРН, Чехия, ЮАР. 

Изучаемая проблема и основная цель исследований:

Реализация проекта DRIBs-III, включающего модернизацию и развитие циклотронного комплекса ЛЯР, расширение экспериментальной базы Лаборатории (создание новых физических установок), развитие систем ускорителей. Проект направлен на повышение стабильности работы ускорителей, увеличение интенсивности и улучшение качества пучков ионов как стабильных, так и радиоактивных нуклидов в диапазоне энергии от 5 до 100 МэВ/нуклон при одновременном снижении энергопотребления. Целью проекта является существенное повышение эффективности проведения экспериментов по синтезу и изучению свойств сверхтяжелых элементов, а также легких ядер на границах нуклонной стабильности, расширению программы экспериментов с пучками радиоактивных нуклидов. 

Ожидаемые результаты по завершении этапов темы или проектов:
  1. Реализация основных возможностей, заложенных при создании Фабрики Сверхтяжелых элементов:
    - продолжительная (до нескольких месяцев) стабильная работа циклотрона ДЦ-280 в режиме ускорения частиц от углерода до урана;
    - получение пучков с плавной вариацией энергии ионов, получение максимальной интенсивности пучков (до 10 мкА частиц) в области ионов средних масс;
    - получение интенсивных пучков редких стабильных изотопов: 36S, 48Ca и др., а также пучков долгоживущих радиоактивных ядер 36Ar, 50Ni;
    - создание инфраструктуры для размещения и эксплуатации экспериментальных установок из других исследовательских центров. 

  2. Модернизация ускорительного комплекса У-400М:
    - повышение энергии пучков ионов стабильных изотопов до энергии 50-70 МэВ·А в зависимости от массы иона;
    - повышение эффективности проводимых экспериментов за счет увеличения энергии ускоренных ионов и интенсивности пучка;
    - улучшение радиационной обстановки в экспериментальном зале ускорителя У-400М при проведении экспериментов на пучках высокой интенсивности;
    - повышение надёжности устроителя и эффективности использования времени его работы. 

  3. Подготовка и начало реконструкции циклотрона У-400Р и создание нового экспериментального зала:
    - создание нового экспериментального зала с возможностью автономной работы в каждой из трех его радиационно-изолированных кабин;
    - расширение диапазона ускоряемых ионов от гелия до урана;
    - уменьшение разброса энергии ионов до 0,3% с возможностью плавной вариации энергии в интервале 0,8-25 МэВ·А;
    - получение пучков редких изотопов стабильных и долгоживущих ядер, а также короткоживущих ядер (T1/2 geq 0,1 сек.) из ионного источника;
    - снижение энергопотребления и повышение стабильности работы ускорителя при длительных сеансах облучения. 

  4. Разработка, создание и ввод в эксплуатацию новых современных экспериментальных установок длительного действия:
    - универсального газонаполненного сепаратора для синтеза и изучения свойств сверхтяжелых элементов;
    - пресепаратора для химических и масс-спектрометрических экспериментов;
    - газ-кэтчера для изучения химических свойств сверхтяжелых элементов с временами жизни более 100 мсек.
    - развитие проекта фрагмент-сепаратора АКУЛИНА-2, включая создание комплекса криогенных мишеней (изотопы водорода и гелия) и увеличение их эффективной толщины до 5 мг/см 2; создание ВЧ-фильтра для улучшения качества вторичного пучка, а также магнитного спектрометра нулевого градуса;
    - современных детекторных массивов, позволяющих регистрировать нейтроны, гамма-кванты и заряженные частицы в широком угловом диапазоне с высоким угловым и энергетическим разрешением; создание многопользовательского комплекса детекторов и электроники, существенно повышающего качество набираемых данных;
    - нового сепаратора, основанного на остановке продуктов ядерных реакций в газе и их резонансной лазерной ионизации (проект ГАЛС);
    - физической программы и технического обоснования для ускорительно-накопительного комплекса пучков радиоактивных ионов. 

Ожидаемые результаты по этапам темы или проектам в текущем году:
  1. Проведение экспериментов на Фабрике сверхтяжелых элементов (СТЭ) для определения оптимальных параметров нового газонаполненного сепаратора продуктов ядерных реакций ГНС-2. 

  2. Получение пучков ускоренных тяжелых ионов на Фабрике СТЭ. Подготовка к экспериментам по синтезу нового элемента 119. 

  3. Создание пресепаратора для радиохимических исследований СТЭ - нового газонаполненного сепаратора продуктов ядерных реакций ГНС-3. 

  4. Проведение экспериментов на пучках лёгких ионов с энергией 30-50 МэВ/нуклон на новом фрагмент-сепараторе АКУЛИНА-2 (циклотрон У-400М). 
    Развитие инфраструктуры фрагмент-сепаратора АКУЛИНА-2 (ВЧ-фильтр). 

  5. Начало работ по модернизации циклотрона У-400М. 

  6. Разработка проекта Экспериментального зала циклотрона У-400 (У-400R). 

  7. Выполнение программы физических экспериментов на циклотроне У-400 по синтезу и изучению сверхтяжёлых ядер и по спектроскопии тяжелых ядер. 

  8. Развитие новых методов диагностики пучков стабильных и радиоактивных нуклидов. 

  9. Создание новой сепарирующей установки GALS, основанной на селективной лазерной ионизации продуктов ядерных реакций в газе. 

  10. Развитие магнитного анализатора высокого разрешения МАВР (оснащение детектирующей аппаратурой) и проведение первых экспериментов на пучках тяжелых ионов. 

  11. Подготовка технических заданий для изготовления отдельных узлов газовой ионной ловушки и размещение заказов на изготовление. 
Основные этапы темы:
  Этап темы или эксперимент Руководители Статус проекта или эксперимента
  Лаборатория или другие 
подразделения ОИЯИ 
Ответственные от лаборатории		 Основные исполнители
1. Развитие Фабрики сверхтяжелых 
элементов		 Гульбекян Г.Г.
Изготовление
  ЛЯР 
 		 Калагин И.В.,  Богомолов С.Л.,  Бондаренко П.Г.,  Веревочкин В.А.,  Гикал Б.Н.,  Иванов Г.Н.,  Иваненко И.А.,  Калагин И.В.,  Казаринов Н.Ю.,  Костырев В.А.,  Осипов Н.Ф.,  Пащенко С.В.,  Пчелкин Н.Н.,  Решетов А.В.,  Семин В.А.,  Хабаров М.В. 
  ЛФВЭ 
 		 Фатеев А.А. + 2 чел. 
2. Развитие комплексов 
У-400М и У-400R		 Калагин И.В.
Изготовление
Набор данных
  ЛЯР 
 		 Бондаренко П.Г.,  Богомолов С.Л.,  Ваганов Р.Е.,  Иванов Г.Н.,  Иваненко И.А.,  Калагин И.В.,  Казаринов Н.Ю.,  Осипов Н.Ф.,  Пащенко С.В.,  Пчелкин Н.Н.,  Решетов А.В.,  Семин В.А.,  Соколов В.А.,  Хабаров М.В. 
  ЛИТ 
 		 Акишин П.Г.,  Айриян Э.А. Кореньков В.В.,  Червяков А.М. 
  ЛЯП 
 		 Ворожцов С.Б.,  Карамышева Г.А.,  Самсонов Е.В. 
  ЛФВЭ 
 		 Фатеев А.А. + 2 чел. 
3. Разработка
ЭЦР-источников		 Богомолов С.Л.
Изготовление
  ЛЯР 
 		 Бехтерев В.В.,  Бондарченко А.Е.,  Ефремов А.А.,  Иванов Г.Н.,  Лебедев А.Н.,  Логинов В.Н.,  Миронов В.Е.,  Кузьменков К.И.,  Язвицкий Н.Ю. 
  ЛФВЭ 
 		 Донец Е.Д.,  Донец Е.Е.,  Дробин В.М.,  Костромин С.А. 
4. Развитие
микротрона МТ-25		 Митрофанов С.В.
Изготовление
Набор данных
  ЛЯР 
 		 Аксенов Н.В.,  Белов А.Г.,  Осипов Н.Ф.,  Пащенко С.В.,  Семин В.А.,  Тетерев Ю.Г.,  Хабаров М.В. 
5. Развитие фрагмент-сепаратора 
АКУЛИНА-2		 Фомичев А.С.
Изготовление
Набор данных
  ЛЯР 
 		 Безбах А.А.,  Белогуров С.Г.,  Вольски Р.,  Головков М.С.,  Горшков А.В.,  Горшков В.А.,  Каминьски Г.,  Крупко С.А.,  Никольский Е.Ю.,  Сидорчук С.И.,  Слепнев Р.С.,  Тер-Акопьян Г.М.,  Худоба В.,  Шаров П.Г. 
  ЛИТ 
 		 Щетинин В.Н.,  Овчаренко Е.В. 
6. Развитие нового 
газонаполненного сепаратора 
ГНС-2		 Утенков В.К.
Изготовление
Набор данных
  ЛЯР 
 		 Абдуллин Ф.Ш.,  Воинов А.А.,  Зубарева А.М.,  Коврижных Н.Д.,  Кузнецов Д.А.,  Поляков А.Н.,  Петрушкин О.В.,  Сагайдак Р.Н.,  Свиридченков А.С.,  Соловьев Д.И.,  Субботин В.Г.,  Сухов А.М.,  Цыганов Ю.С.,  Широковский И.В.,  Шумейко М.В.,  Шлаттауер Л. 
7. Создание пресепаратора для 
радиохимических исследований
СТЭ ГНС-3		 Попеко А.Г.
Еремин А.В.
Изготовление
  ЛЯР 
 		 Малышев О.Н.,  Попов Ю.А.,  Свирихин А.И. 
8. Создание газового кэтчера Родин А.М.
Изготовление
  ЛЯР 
 		 Веденеев В.Ю.,  Гуляев А.В.,  Гуляева А.В.,  Комаров А.Б.,  Крупа Л.,  Новоселов А.С.,  Саламатин В.С.,  Степанцов С.В.,  Юхимчук С.А. 
9. Создание сепаратора на основе
резонансной лазерной ионизации		 Земляной С.Г.
Изготовление
  ЛЯР 
 		 Аввакумов К.А.,  Жеменик В.И.,  Зузаан Б.,  Козулин Э.М.,  Мышинский Г.В. 


Сотрудничество по теме:  
Страна или 
международная 
организация		 Город Институт или 
лаборатория		 Участники Статус
Болгария София INRNE BAS Генчев С.Г. + 3 чел.
Рашевский Г.Д.
Тонев Д.В.		 Совместные работы
Казахстан Астана АФ РГП ИЯФ Здоровец М.В.
+ 3 чел.		 Совместные работы
      Колобердин М.В. Совместные работы
Монголия Улан-Батор NRC NUM Зузаан П. Совместные работы
Польша Варшава IEP WU Зенон Й. Совместные работы
    HIL WU Гмай П. + 4 чел. Совместные работы
  Краков NINP PAS Талах М. + 3 чел.
Суликовски Я.		 Совместные работы
Россия Москва ИТТ-Груп Белов А.В. Совместные работы
    ИТЭФ Голубев А.А. + 4 чел. Совместные работы
    МГУ Петров В.Г. Протокол
    ЦВТД Ушаков А.М.
Гучкин А.С.		 Совместные работы
  Гатчина НИЦ КИ ПИЯФ Аксенов В.Л.
Иванов Е.М. + 3 чел.		 Совместные работы
  Нижн. Новгород ИПФ РАН Литвак А.Г.
Голубев С.В. + 5 чел.		 Совместные работы
  Новосибирск ИЯФ СО РАН Логачев П.В. + 5 чел. Договор
  С.-Петербург НИИЭФА Строкач А.П.
+ 12 чел.
Сычевский С.Е.		 Совместные работы
  Саров ВНИИЭФ Юхимчук А.А. + 3 чел. Совместные работы
Румыния Бухарест IFIN-HH Бадеску С.А. + 4 чел. Совместные работы
    N&V Натурел Ж. Совместные работы
Словакия Братислава IMS SAS Дубничка Ш. + 1 чел. Совместные работы
    IP SAS Венхарт М. + 1 чел. Совместные работы
  Нова Дубница EVPU Кухта Й. + 3 чел. Совместные работы
Узбекистан Самарканд СамГУ Сафаров А.Н. Совместные работы
Украина Киев ИЯИ НАНУ Слисенко В.И.
+ 3 чел.		 Совместные работы
Чехия Прага CTU Штекл И. + 1 чел.
Поспишил С. + 2 чел.		 Совместные работы
    CU Долежал З. Совместные работы
    VP Стовичек П.
Хедбавны П.
Крегер В.		 Совместные работы
  Брно BUT Глинка Й.
Котовский К.
Форел Ш.		 Совместные работы
  Ржеж NPI CAS Штурса Я. + 3 чел.
Маджик Н.А. + 2 чел.
Добеш Я.
Вогнар М.		 Совместные работы
  Штеновице STREICHER Лопата И.,
Соннтаг А.		 Совместные работы
Германия Гейдельберг MPIK Блаум К. + 1 чел. Совместные работы
  Дармштадт GSI Айкхофф Х. + 20 чел.
Симон Х. + 2 чел.		 Совместные работы
Египет Аль-Минуфиа MU Озман Х.А. Совместные работы
  Гиза CU Самман Х.Э. Совместные работы
Италия Катания INFN LNS Калабретта П. + 2 чел. Совместные работы
Сербия Белград INS "VINCA" Петрович С.
Вуевич В.,
Беличев П.		 Совместные работы
ЮАР Кейптаун iThemba LABS Вилакази З. + 10 чел.
Барк Р.
Махатхини Л.		 Совместные работы
Бельгия Лёвен KU Leuven Леузель М. + 3 чел.
Пит ван Дюппен
Кудрявцев Ю.		 Совместные работы
  Лувен-ля-Нёв IBA Луазеле М. + 2 чел. Совместные работы
Китай Ланьчжоу IMP CAS Джао Нонгвей + 5 чел. Совместные работы
      Ган З. + 6 чел. Договор
США Колледж Стэйшн Texas A
M		 Чубарян Г.Г. + 1 чел. Совместные работы
  Ливермор LLNL Стойер М. + 1 чел. Совместные работы
  Нашвилл VU Гамильтон Дж. + 6 чел. Договор
  Ок-Ридж ORNL Роберто Дж.Б. + 6 чел. Договор
Франция Ван SigmaPhi Лансело Ж. + 4 чел. Совместные работы
  Кан GANIL Левитович М. + 4 чел. Совместные работы
ЦЕРН Женева ЦЕРН Федосеев В. Совместные работы