Hispanopedia WikiLa fuente de neutrones por espalación ( SNS ) es una instalación de fuente de neutrones basada en aceleradores en los EE. UU. que proporciona los haces de neutrones pulsados más intensos del mundo para la investigación científica y el desarrollo industrial. [1] Cada año, la instalación alberga a cientos de investigadores de universidades, laboratorios nacionales e industrias, que realizan investigación básica y aplicada y desarrollo de tecnología utilizando neutrones. SNS es parte del Laboratorio Nacional de Oak Ridge , que es administrado por UT-Battelle para el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE). SNS es una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE, [2] y está abierta a científicos e investigadores de todo el mundo.
Investigación sobre dispersión de neutrones
La dispersión de neutrones permite a los científicos contar los neutrones dispersos, medir sus energías y los ángulos en los que se dispersan, y mapear sus posiciones finales. Esta información puede revelar la estructura molecular y magnética y el comportamiento de materiales, como superconductores de alta temperatura , polímeros , metales y muestras biológicas. Además de los estudios centrados en la física fundamental, la investigación de la dispersión de neutrones tiene aplicaciones en biología estructural y biotecnología , magnetismo y superconductividad, materiales químicos y de ingeniería, nanotecnología , fluidos complejos y otros.
Proceso de espalación
El proceso de espalación en el SNS comienza con iones de hidrógeno cargados negativamente que son producidos por una fuente de iones . Cada ion consiste en un protón orbitado por dos electrones . Los iones se inyectan en un acelerador de partículas lineal que los acelera a una energía de aproximadamente un GeV (o aproximadamente el 90% de la velocidad de la luz ). [3]
Los iones pasan a través de una lámina que les quita los dos electrones a cada ión, convirtiéndolos en un protón. Los protones pasan a una estructura en forma de anillo, un anillo acumulador de protones , donde giran a velocidades muy altas y se acumulan en "racimos". Cada racimo de protones se libera del anillo como un pulso, a una velocidad de 60 veces por segundo (60 hercios ). Los pulsos de protones de alta energía golpean un objetivo de mercurio líquido , donde se produce la espalación . Los neutrones esparcidos se ralentizan en un moderador y se guían a través de líneas de haz a áreas que contienen instrumentos especiales donde se utilizan en una amplia variedad de experimentos. [3]
Historia
La mayoría de las fuentes de neutrones del mundo se construyeron hace décadas y, aunque los usos y la demanda de neutrones han aumentado a lo largo de los años, se han construido pocas fuentes nuevas. Para satisfacer esa necesidad de una fuente de neutrones nueva y mejorada, la Oficina de Ciencias Básicas de la Energía del Departamento de Energía financió la construcción de SNS, que proporcionaría los haces de neutrones pulsados más intensos del mundo para la investigación científica y el desarrollo industrial.
La construcción del SNS fue una colaboración entre seis laboratorios nacionales del Departamento de Energía: Argonne , Brookhaven , Lawrence Berkeley , Los Alamos , Oak Ridge y Jefferson . Esta colaboración fue una de las más grandes de su tipo en la historia científica de los EE. UU. y se utilizó para reunir a las mejores mentes y la experiencia de muchos campos diferentes.
Después de más de cinco años de construcción y un costo de 1.400 millones de dólares, el SNS se completó en abril de 2006. Los primeros tres instrumentos comenzaron a ponerse en funcionamiento y estuvieron disponibles para la comunidad científica en agosto de 2007. En 2017, se han completado 20 instrumentos y el SNS alberga a unos 1.400 investigadores por año. [4]
Véase también
Referencias
- ^ En 2007, SNS fue inscrito en el Libro Guinness de los récords mundiales como la fuente de espalación pulsada más potente.
- ^ Instalaciones para usuarios | Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU. (SC)
- ^ ab "Cómo funciona el SNS | Ciencia de neutrones en ORNL". neutrons.ornl.gov . Consultado el 15 de junio de 2018 .
- ^ "Fuente de neutrones por espalación | Ciencia de neutrones en ORNL".
Enlaces externos
- Sitio web oficial
- TE Mason et al., "La fuente de neutrones por espalación: una herramienta poderosa para la investigación de materiales", arXiv:physics/0007068v1.
- "SNS: Neutrones para 'películas moleculares'", Symmetry, vol. 03(05), junio/julio de 2006.
35°57′04″N 84°18′07″W / 35.951°N 84.302°W / 35.951; -84.302