Plan Complementario de Astrofísica y física de altas energías

Plan Complementario de Astrofísica y física de altas energías

LÍNEA 1: DESARROLLO DE INSTRUMENTACIÓN DE VANGUARDIA PARA FUTUROS EXPERIMENTOS DE FÍSICA DE PARTÍCULAS Y NUCLEAR.

Actuación 1.1: Irradiación de detectores con aceleradores.

OBJETIVO DE LA ACTUACIÓN:

Mejora y actualización del equipamiento de los aceleradores Tandem de 3 MV y Ciclotrón 18/9 del Centro Nacional de Aceleradores para estudios de detectores de radiación.

METODOLOGÍA Y PLAN DE TRABAJO:

Se pretende adquirir, instalar y poner a punto 3 conjuntos de slits micrométricas motorizadas con lectura independiente de la corriente y su electrónica asociada, que nos permita optimizar y extraer con mayor facilidad el haz de iones, tanto en las líneas de microhaz del acelerador Tandem (microsonda nuclear y haz externo) como en la línea externa del Ciclotrón. Asimismo, sería necesario actualizar parte de nuestra instrumentación nuclear (detectores de radiación, módulos electrónicos) que llevan en funcionamiento más de 10 años y no tienen un rendimiento óptimo.

RESULTADO ESPERADO:

Mejorar los estudios de caracterización y desarrollo de detectores de radiación de interés en física nuclear y de partículas, fusión nuclear y física médica, y en particular el estudio de daños de irradiación de los detectores a utilizar en High-Luminosity LHC dentro de la colaboración del CERN RD50.

Actuación 1.2: Espectroscopía de masas con aceleradores.

OBJETIVO DE LA ACTUACIÓN:

Mejora del sistema de inyección del equipo de Espectrometría de Masas con Acelerador (AMS) de 1 MV del Centro Nacional de Aceleradores.

METODOLOGÍA Y PLAN DE TRABAJO:

Se pretende adquirir un nuevo sistema inyector que sustituiría al actual, que es el original del equipo y que data por tanto del año 2005. El sistema de inyección incluiría dos elementos fundamentales: una nueva fuente de iones y un imán inyector que se propondrá de 1200 en lugar de 900 que posee el actual. Una vez estudiada la óptica de iones se procederá a la fabricación y sustitución del inyector actual por el nuevo sistema. Se pretenden instalar elementos accesorios (monitor de perfil de haz y sonda de campo magnético) para un mejor control del haz extraído.

RESULTADO ESPERADO:

La mejora permitirá afrontar en el CNA problemas de interés en astrofísica y física nuclear y de partículas (reacciones nucleares, isómeros de larga vida, elementos superpesados…).

Actuación 1.3: Explotación de infraestructuras europeas en Física Nuclear.

OBJETIVO DE LA ACTUACIÓN:

Adquisición y puesta punto de equipamiento que permita consolidar y mejorar la participación de investigadores andaluces en los experimentos de física nuclear llevados a cabo en las instalaciones n_TOF (CERN), ISOLDE (CERN) y LNS (INFN).

METODOLOGÍA Y PLAN DE TRABAJO:

En n_TOF (CERN) se está trabajando en una instalación de irradiación y activación neutrónica de interés en astrofísica que requiere de un montaje tipo “cyclic”. Se planea comenzar el proyecto mediante medidas en la instalación HISPANOS del CNA para luego trasladar el diseño ya validado a la NEAR station de n_TOF. Para ello se requiere la compra e instalación del sistema motorizado de transporte de muestras irradiadas y el blindaje del detector de HPGe. Por otro lado, los experimentos de reacciones nucleares que se realizan en ISOLDE (CERN) y LNS (INFN) requieren de la fabricación y comprobación de blancos delgados de diferente composición. Para ello se adquirirá una cámara de magnetron-sputtering que permitirá preparar blancos in-house y de un portablancos motorizado.

RESULTADO ESPERADO:

Se contribuirá notablemente al desarrollo del proyecto CYCLING en la NEAR station de n_TOF (CERN) y se mejorará la producción y manipulación de blancos delgados para experimentos de física nuclear en ISOLDE (CERN) y LNS (INFN).

Actuación 1.4: Desarrollos para la terapia con haces de iones.

OBJETIVO DE LA ACTUACIÓN:

Monitorización de la dosis en irradiaciones con protones en régimen FLASH y

Convencional en los aceleradores Tandem de 3 MV y Ciclotrón 18/9 del Centro Nacional de Aceleradores.

METODOLOGÍA Y PLAN DE TRABAJO:

Se planea ampliar las capacidades de irradiación con protones con aplicación en protonterapia. Actualmente se realizan calibraciones de dosímetros o irradiaciones de líneas celulares con dosis clínicas en experimentos compatibles con las características de la protonterapia convencional. Para poder evaluar la viabilidad de hacer experimentos que cumplan los requisitos de la protonterapia FLASH hace falta un nuevo sistema de monitores que permita medir la dosis impartida en pulsos ultra-intensos y ultra-cortos. Se adquirirán distintos sistemas dosimétricos que permitan caracterizar las líneas de trabajo utilizadas para radiobiología tanto en régimen flash como convencional.

RESULTADO ESPERADO:

Se espera poder ofrecer líneas de protonterapia para estudios radiobiológicos en régimen FLASH con control de la dosis impartida.