Nya generationens faciliteter och industritillämpningar på TSL. Alexander Prokofiev, TSL Avslutningssymposium,

Transkript

1 Nya generationens faciliteter och industritillämpningar på TSL 1

2 Innehåll Människor som varit med Faciliteter som vi utvecklat Utvärdering: vad gick fel? Framtiden 2

3 Mina år och roller på TSL gästforskare ( ) doktorand ( ) postdok ( ) 1:e fo. ing. ( ) forskare (från 2007) gruppchef IF-gruppen ( ) stf. föreståndare (2010 juni 2015) Förälska dig inte i en juridisk person. Kärleken av den typen blir inte besvarad. (Okänd författare) typ konsult (från juli 2015; huvudarbetsplats på IFA-TK numera) 3

4 Människor som är / varit med (I): IF-gruppen, Feb Björn Gålnander, Ph.D. TSL Director Alexander Prokofiev, Ph.D., Assoc. Prof. in applied nuclear physics TSL Deputy Director--Irradiation Facilities. Elke Passoth, Ph.D. Senior research engineer, Coordination Olle Jonsson, Ph.D. Senior scientist, beam diagnostics, neutron and proton irradiation facilities development David Lundgren, Research engineer, logistics & shipments Stefan Jarl Holm, Research engineer, electronics, mechanical design Tomas Engvall Research engineer, vacuum, infrastructure, neutron and proton irradiation facilities 4

5 Människor som är / varit med (II) Övriga i Blå Hallens grupp (senare IF-gruppen) under mina år: Per-Ulf Renberg (t.o.m. 2003), Mikael Pettersson ( ), Carl-Johan Fridén ( ), Anders Hjalmarsson ( ). Hjälpte i Blå Hallen under senaste åren: Maria Lindberg, Björn Kuzavas, Elin Hellbeck, Daniel van Rooyen, Mats Omarin m.fl. Tack för tekniskt stöd: Lars-Olof Andersson +, Torsten Bergmark, Olle Byström, Lars Einarsson, Johan Fransson, Kjell Fransson, Konrad Gajewski, Torbjörn Hartman, Tryggve Johansen, Bengt Lundström, Peter Malmborg +, Lars Pettersson +, Dan Wessman + Avlidit 5

6 Människor som är / varit med (III) Forskare och doktorander som varit med i utveckling av faciliteterna I Uppsala universitet: Ali al-adili, Riccardo Bevilacqua, Jan Bumpen Blomgren, Hans Calén, Curt Ekström, Cecilia Gustavsson, Nicole Haag, Kaj Jansson, Mattias Lantz, Andrea Mattera, Nils Olsson, Stephan Pomp, Vasileios Rakopoulos, Dag Reistad, Vasily Simutkin, Erik Andersson Sunden, Diego Tarrio, Volker Ziemann, Michael Österlund, m.fl. Från utlandet: Mitja Majerle (Nuclear Physics Institute, Rež, Checkien) Rolf Michel (Univ. Hannover) Ralf Nolte och Stefan Röttger (Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig, Tyskland) Simon P. Platt, Cai Xiao Xiao, Qian Hong (University of Central Lancashire, Storbritannien) Andrey N. Smirnov (V. G. Khlopin Radium Institute, Ryssland) Udomrat Tippawan (Chang Mai Univ., Thailand) Yukinobu Watanabe och Masateru Hayashi (Kyushu University, Japan) m.fl. 6

7 Innehåll Människor som varit med Faciliteter som vi utvecklat Utvärdering: vad gick fel? Framtiden 7

8 Utveckling av faciliteter i Blåhallen Tidslinje o 2003: ny QMN o 2007: ANITA o 2011: PAULA o 2014: ANITA-CUP 8

9 Neutron and proton facilities at TSL 9

10 QMN facility: Key parameters Relative Spectral Fluence (1/MeV) MeV a MeV 0.10 Production reaction: Li(p,n) Spectrum: peak+tail Peak energy: 94.7 MeV c MeV d MeV 0.15 Maximum peak flux: 3*10 5 cm -2 s Minimum peak flux: cm -2 s -1 Beam size: 1 80 cm Dosimetry/monitoring: Neutron Energy (MeV) Points = experimental data, Prokofiev+, 2007 IC, FC, TFBC Lines = calculations, Chadwick+, 2000 and Prokofiev+, 2002 b 10

11 ANITA facility: Key parameters Standard User Position Spectrum: atmospheric-like up to ~150 MeV Flux : 10 6 cm -2 s -1 * User flux control: down to 5 cm -2 s -1 Acceleration factor: up to 300 million rel. to natural flux in NYC outdoors *Energy-integrated flux >10 MeV 11

12 PAULA = Proton facility in UppsaLA Intended for: Production of broad and uniform fields of protons with energy MeV KEY PARAMETERS: Energy: Selectable in the range MeV Beam spot diameter: cm Maximum proton flux: Direct beam: cm -2 s -1 Scattered beam: cm -2 s -1 Range of proton flux control: 10 orders of magnitude Non-uniformity of the beam: <10% at the highest energy and the largest beam diameter 12

13 ANITA-CUP (Close User Position) Neutron flux at the ANITA mode: 10 7 cm -2 s -1 (integrated flux >10 MeV) The highest flux in the world among facilities with atmospheric-like spectrum A.V. Prokofiev, E. Passoth, A. Hjalmarsson and M. Majerle, IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. 61, pp (2014). 13

14 14

15 Examples of users and projects at TSL 15

16 Calibration of radiation detector for Curiosity and ISS, using QMN Calibration of RAD (Radiation Assessment Detector) for Curiosity and ISS-RAD, Southwest Research Institute, Texas, US. QMN MeV C. Zeitlin (SwRI), B. Gålnander, A. Prokofiev (TSL) 16

17 The dominating industrial applications Radiation testing of electronic components* and systems for: spacecraft avionics telecommunications IT (high-end servers, network equipment, etc.) automotive railway medical devices accelerators and accelerator-driven systems * Digital (memories, CPUs, logic ) and analog (DAC, amplifiers, PS ) 17

18 Fördelning av bestrålningar över faciliteter (i %, ) ANITA (spallation neutroner) QMN (quasi monoenergetiska neutroner) PAULA (protoner) 10 Tunga joner 18

19 Distribution av bestrålningar på TSL över branscher (i %, år ) kraftelektronik övriga komponenter rymd 10 servers och system fysikalisk forskning avionik medicin (utan PT) 19

20 Distribution av bestrålningar på TSL över projektledarnas länder (i %, år ) Europa förutom Norden Norden, inkl. Sverige Resten av världen 20

21 Competing facilities Spallation/white facilities: Los Alamos Neutron Science Center / ICE House (USA) TRIUMF, Vancouver /PIF, NIF (Canada) ISIS TS1/VESUVIO, TS2/ChipIR (UK) Proton irradiation facilities: PSI, Zurich (Switzerland) UCL, Louvain-la-Neuve (Belgium) JYFL, Jyväskylä (Finland) KVI, Groningen (Holland) 21

22 Innehåll Människor som varit med Faciliteter som vi utvecklat Utvärdering: vad gick fel? Framtiden 22

23 Vad gick fel? Varför har vi inte vunnit kampen? 1. Historiska synder från talet 2. Inställning mot industrisamarbeten (ovilliga, ej tillåtet ) 3. Avsaknad av statligt stöd fr.o.m Försov sig och vaknade för sent? Arbete på marknadsföring, kunddatabas: från Kontakter med SP, Rymdstyrelsen, m.fl. : från Interna strider / avsaknad av samarbete på olika nivåer 6. Anställningspolitik, förluster av spetskompetens 7. Avsaknad av diversifieringen av faciliteterna (HI ) 8. Inte helt mogen marknad i elektronikprövning, inte heller associerade forskningsfält 23

24 Att tänka på vid ev. nedläggning 1. Ta hand om människorna och kompetensen 2. Ta hand om utrustning och material på ett proffsigt (strål)säkert sätt 3. Värna obligationer i ingångna avtal, inkl. tystnadsplikt gentemot vissa industriföretag 4. Ta hand om oavslutade externa projekt! 5. Berätta för landet och omvärlden om laboratoriets story skapelse, liv och död 24

25 Innehåll Människor som varit med Faciliteter som vi utvecklat Utvärdering: vad gick fel? Framtiden 25

26 NESSA A neutron facility at the FREIA hall 26

27 Why this name NESSA? NEutron Source in uppsala Nessa, a Vala in J. R. R. Tolkien's Eä universe, noted for her agility and speed, able to outrun the deer who follow her in the wild * Continues a long-standing tradition of womens names at University s physics facilities (LISA, ANITA, PAULA, FREIA ) * 27

28 There's no hurry any more When All Is Said And Done. (ABBA) Bild: last.fm Tack för att ni lyssnat! Hej då eller Vi ses? 28