O projektu

SPIRAL2 je jedním z projektů velkých evropských výzkumných infrastruktur, které jsou součástí Cestovní mapy ESFRI (Evropského strategického fóra pro výzkumné infrastruktury). Český přínos k němu je pod názvem SPIRAL2-CZ zahrnut do Cestovní mapy ČR velkých infrastruktur pro výzkum, experimentální vývoj a inovace (zkráceně: velkých výzkumných infrastruktur ČR) na léta 2016-2022.

SPIRAL2 je součástí a rozšířením francouzské výzkumné infrastruktury GANIL (Le Grand Accélérateur National d'Ions Lourds) v Caen. Sídlo projektu je proto ve Francii, projekt má partnery z Belgie, České republiky, Německa, Itálie, Rumunska, Polska, USA a Indie. SPIRAL2 bude urychlovat a poskytovat stabilní i radioaktivní iontové svazky. ÚJF AV ČR spolupracuje se vznikající infrastrukturou SPIRAL2 již od roku 2008 a spolupráce se účastní i jako člen virtuální laboratoře LEA (Laboratoires Européens Associés) a IRP (International Research Project) NuAG (Nuclear Astrophysics and Grids).

Projekt SPIRAL2-CZ je financován kombinací veřejné podpory ze státního rozpočtu ČR a strukturálních fondů EU. Českým in-kind příspěvkem k výstavbě SPIRAL2 je vývoj produkčního terče R-OBOT (Řež – Other Beam Other Targets), terče pro výzkum radioizotopů, detektoru HPGe a detekčního systému pro ozařovací komoru. To vše umožní účast české výzkumné komunity i na budoucích měřeních v rámci SPIRAL2.

Podrobnější pozadí projektu

SPIRAL2 je hlavním upgradem stávajícího zařízení GANIL. SPIRAL2 je založen na lineárním urychlovači s vysokou maximální intenzitou proudu (až 5 mA) a energií do 40 MeV pro deuterony. Projekt umožní uživatelům zkoumat a řešit otázky jaderné fyziky, a to jak v oblasti základního, tak interdisciplinárního výzkumu. Účast České republiky formálně podporuje od roku 2011 již zmíněná LEA v projektu NuAG, který propojuje experimentální a teoretické fyziky a zahrnuje spolupráci v oblasti jaderné astrofyziky, vývoji stavebních materiálů pro budoucí jaderné elektrárny a vývoj generátorů rychlých neutronů pro základní a aplikovaný výzkum. V budoucnu by se výzkumná infrastruktura SPIRAL2 měla podílet i na radiofarmaceutickém výzkumu.

SPIRAL2 bude zpočátku produkovat protonové i deuteronové svazky a později svazky těžších iontů pro experimentální zařízení NFS (Neutrons for Science) a S3 (Super Separator Spectrometer). Ozařovací komora v NFS s pneumatickým transportním systémem umožní ozařování nabitými částicemi a následnou rychlou off-line analýzu. Neutronový terč umožní studovat vzorky aktivované neutrony a provádět experimenty s neutronovými svazky metodou TOF (Time of Flight). Spektrometr S3 umožní výběr a studium jader na hranicích stability a supertěžkých jader. V pozdějších fázích budou vybudovány experimentální haly DESIR (Désintégration, Excitation et Stockage des Ions Radioactifs) a výhledově budoucí zařízení nové generace na bázi UCx terče umožní produkci intenzivnějších radioaktivních iontových svazků metodou ISOL (Isotope Separation On-line). Stávající experimentální trasy, cyklotrony a spektrometry GANIL budou propojeny se SPIRAL2 pro případné následné post-urychlení částic a experimentální měření.

V roce 2017 byla postavena NFS (Neutrons For Science), součást SPIRAL2, v níž technici a vědci z ČR instalovali ozařovací komoru a pneumatický transportní systém vzorků. Následuje stavba  zařízení S3 (Super Separator Spectrometer). Česká výzkumná komunita pracuje na prototypech terčů pro vývoj a výzkum radiofarmak a na produkčním terči pro radioaktivní svazky R-OBOT (Řež – Other Beams Other Targets), kde budou generovány svazky radioaktivních izotopů pro studium například astrofyzikálně zajímavých jaderných reakcí.