Proiect european de infrastructura ELI-NP

Proiect european de infrastructura ELI-NP

Extreme Light Infrastructure - Nuclear Physics (ELI-NP) - faza I

Proiect cofinanţat prin Fondul European de Dezvoltare Regională

Implementarea proiectului a început odată cu semnarea contractului de finanțare, în decembrie 2012.
Calendar
• 2006: ELI în Foaia de Parcurs a ESFRI
• 2007-2010: Faza pregătitoare – ELI-PP
• 2009: Decizia privind amplasarea ELI-Nuclear
Physics în România
• 2010: Cazul științific ”Cartea Albă a ELI-NP”
– Studiul de Fezabilitate
• 2011-2012: Proiect tehnic
• 2012: Procedurile de licitație
pentru construcție
– Aprobarea CE privind finanțarea
pentru prima fază
• 2012 decembrie: Începe Proiectul ELI-NP
• 2013-2014: Construirea clădirilor
• 2012-2017: Sistemele Laser și fascicul gama
• 2013-2017: Zone dedicate experimentelor
• 2015: Terminarea primei faze
• 2017: Începerea operării

ELI-NP va reprezenta centrul românesc de cercetare parte a infrastructurii europene distribuite ELI. Acesta se va baza pe două echipamente mari de cercetare, un sistem laser care va genera două fascicule de 10PW și un sistem de fascicul gama care va produce radiație gama puternic colimată, de mare intensitate și cu energie reglabilă de până la 20MeV. Datorită combinației unice a acestor instrumente la nivel global, ELI-NP va putea să abordeze o gamă largă de subiecte de cercetare din domeniul fizicii fundamentale, fizicii nucleare și astrofizicii precum și cercetări care își vor găsi aplicabilitatea în știința materialelor, gestionarea materialelor nucleare și științele vieții. Proiectul, cu o valoare de aproape 300 milioane Euro fără TVA, a primit din partea Comisiei Europene aprobarea pentru finanțarea primei faze (180 milioane Euro) din fonduri structurale (POS CCE) și s-a început implementarea pe platforma de fizică Măgurele (lângă București). ELI-NP va fi finalizat și va începe să opereze în 2017 pe baza unei scheme de ”acces deschis”.


Subiecte de cercetare
• Intensitatea foarte mare a fasciculului laser va permite studiul unor fenomene anticipate în teorie, ca de exemplu birefrigența vidului și crearea de perechi în câmpuri electrice intense. Aceste studii ne-ar putea schimba perspectiva asupra lumii înconjurătoare.
• La ELI-NP vor fi căutate noi metode de identificare și de caracterizare de la distanță a materialelor nucleare. Aceste metode vor avea multe aplicații, de la securitatea națională (scanarea automată de la distanță a containerelor de transport) până la gestionarea deșeurilor nucleare.
• Metode noi de producere mai eficientă a radioizotopilor utilizați în prezent în medicină și producerea unora noi reprezintă de asemenea o direcție de cercetare promițătoare pentru noua infrastructură. Sursa intensă de neutroni de la ELI-NP își va găsi aplicații în studiul sistemelor nano-structurate, precum și în fizica moleculară și biomoleculară.
• Comportamentul materialelor în câmpuri intense de radiații se va studia utilizând în același timp fasciculele de mare intensitate gama și laser. Această cercetare este de mare interes pentru, de exemplu,producerea componentelor pentru centrale nucleare – simularea perioadelor îndelungate de funcționare devenind posibilă.
• Un alt subiect de cercetare foarte activ în prezent îl constituie accelerarea de particule cu ajutorul fasciculelor laser intense. Aceasta are multiple avantaje față de tehnicile utilizate în prezent, care folosesc acceleratoare clasice de particule. Două dintre ele sunt densitatea mult mai mare (de 108 ori în comparație cu un fascicul produs de un accelerator), relevantă pentru medicină și știința materialelor, și lățimea fasciculului, care poate fi mult mai mare și astfel avantajoasă pentru terapia hadronică (în acest tratament modern pentru anumite tipuri de cancer, care folosește protoni sau ioni, fasciculul foarte îngust produs în acceleratoare clasice trebuie împrăștiat până se ajunge la lățimea dorită și astfel sunt emiși neutroni secundari potențial periculoși).

• O zonă în care ELI-NP va aduce contribuții importante este producerea cu ajutorul laserilor a radiației în domeniul terahertzilor – în intervalul de frecvență care depășește posibilitățile electronicii obișnuite, dar este sub cel accesibil echipamentelor optice. Această radiație corespunde frecvențelor de rotație a moleculelor mari și frecvențelor caracteristice ale unor supraconductori și poate reprezenta un instrument foarte util în multe cazuri, ca de exemplu: imagistica țesutului biologic, controlul calității în industria farmaceutică și a semiconductorilor, tomografia în medicină, scanarea de securitate de la distanță. La momentul actual, această radiație este produsă în sincrotroane și acceleratoare liniare, care sunt echipamente mari și foarte scumpe.

ELI-NP are potențialul de a fi, timp îndelungat, în prim planul științei la nivel mondial, în mai multe domenii, de la fizica teoretică la biologie. ELI-NP are o mare flexibilitate în acoperirea diverselor domenii interdisciplinare, ca o consecință a posibilității de a utiliza simultan în cadrul experimentelor mai multe tipuri de radiații, produse de echipamente care vor fi unice în momentul intrării în funcțiune. Accesul la infrastructură va fi de tip “acces deschis” pentru organizații non-profit, cercetătorii fiind în măsură să prezinte propuneri pentru experimente, care vor fi apoi evaluate și selectate de către o comisie internațională. O parte din timpul de funcționare va fi alocat firmelor private care vor plăti costurile de acces, aducând astfel o contribuție la costurile de exploatare ale ELI-NP.