Kategória | Gyorsító | |
Típus | 14 GHz, Atomki gyártmány | |
Szervezeti egység | ||
Eszközfelelős | ||
Üzembentartó | Atomki | |
Felhasználás | Kutatás, Szolgáltatás, Fejlesztés | |
Érték | Nagy értékű | |
Kutatási témák | ||
Publikációk |
Az Atomkiban üzemel az egyetlen magyar elektron-ciklotronrezonanciás (ECR) ionforrás (ECRIS). Az Atomki Részecskegyorsító Központjának tagjaként az ECRIS egy önálló kisenergiás gyorsítóberendezésként szolgáltat plazmát és ionnyalábot.
Fő felhasználási területei:
- alapkutatás (asztrokémia, atomfizika, plazmafizika) és
- gyakorlati alkalmazások (felületfizika, orvosi implantátumok).
Az Atomki ECR ionforrása egy közepes méretű berendezés és - ellentétben nevével - valójában egy kisenergiás részecskegyorsító plazmák és ionnyalábok előállítására széles részecske-, töltés- és energiatartományban.
Plazma- és ionválaszték:
- H, He, N, O, Ne, Si, Ar, Kr, Xe (gázokból) és
- Ca, Ni, Fe, Zn, C, C60, Au, Ag, Pb (szilárdakból).
Az ionnyalábok töltése és energiája egy felső határig növelhető. A legnagyobb elért töltésállapot a mai napig 30 (arany-nyalábok esetén), amely magyar rekord.
A gáz és szilárd halmazállapotú anyagokból létrehozott ionnyaláb-választékot és a különböző töltésállapotokhoz tartozó nyalábintenzitást az alábbi két grafikon (1-2.) mutatja be. A teljes kinetikus nyalábenergia folytonosan változtatható 50 eV és 900 keV között.
Az ECR laboratóriumban számos atom- és plazmafizikai, asztrokémiai kutatás folyik, például plazmadiagnosztika, röntgenspektroszkópia, infraspektroszkópia, ion - felület és ion - vékonyrétegek kölcsönhatásának vizsgálata. Az ígéretes gyakorlati alkalmazások közül említésre méltó a funkcionalizálás: az ECR-rel előállított plazmák vagy ionnyalábok hatására egy adott cél érdekében megváltoznak az anyagok (például orvosi implantátumok) felületének tulajdonságai.
Az ECR ionforrás gyorsítóterének felülnézeti rajza látható a lenti (3.) képen. Két nyalábcsatorna lett kialakítva 90 és 55 fokos eltérítő mágnesekkel. Felületmódosító besugárzásokra 0 és 90 fokon elhelyezett céltárgy-kamrákban van lehetőség. A nyalábvégeken atomfizikai és asztrokémiai kutatások ütköztető kamrái találhatók.
A lejátszódó folyamatok vizsgálatát a legmodernebb spektrometriai és spektroszkópiai eszközök segítik:
- FTIR - Fourier Transform InfraRed,
- TOF - Time-Of-Flight,
- QMS - Quadrupole Mass Spectrometer.
Kattintson a képekre a megtekintéshez.
1-2. Nyalábintenzitások a töltésállapot függvényében gáz (balra) és szilárd (jobbra) halmazállapotok esetén.
3. Az ECR ionforrás gyorsítóterének felülnézeti rajza.
Videók:
Kapcsolódó publikációk:
- S. Biri, R. Rácz, J. Pálinkás:
Status and special features of the Atomki ECR ion source
Review of Scientific Instruments 83 (2012) 341 - S. Biri, I. K. Vajda, P. Hajdu, R. Rácz, A. Csík, Z. Kormány, Z. Perduk, F. Kocsis, I. Rajta:
The Atomki Accelerator Centre
European Physical Journal Plus 136 (2021) 247
Kapcsolódó fejlesztési projektek:
- GINOP-2.2.1-15-2016-00012; eMFC: Újszerű ipari integrált irányítási szoftver keretrendszer kutatása és alkalmazása kísérleti fizikai nagyberendezésekre
Kapcsolódó tudományos projektek:
- EURO-LABS: Európai laboratóriumok a gyorsító-alapú tudományért
- 2019-2.1.11-TÉT-2020-00154; Implantátumok csontosodási folyamatának javítása atomi rétegnövesztés módszerrel készült alumínium- és titán-oxid kettős rétegekkel
- H2020-EU.1.4.1.2. Grant Agreement ID 871149; Europlanet 2024 Kutatási Infrastruktúra