Жоғары энергиялы бөлшектер үдеткішінің жаңа қондырғыларындағы қолданбалы ядролық физика

Жоғары энергиялы бөлшектер үдеткішінің жаңа қондырғыларындағы қолданбалы ядролық физика

    Қолданбалы ядролық физика көптеген бөлшектердің үдеткіштеріндегі зерттеу қызметінің ажырамас бөлігі болып табылады. Қазіргі уақытта Еуропада, Азияда және АҚШ-та жаңа ірі үдеткіш қондырғылар салынуда. Бұл машиналар радиоактивті иондардың шоғырларын жасай алады және ауыр иондардың қарқындылығы мен энергиясын қазіргі уақытта терапевтік немесе ғылыми-зерттеу мекемелерінде бар деңгейден едәуір арттыра алады. Жаңа қондырғылар биомедициналық қосымшаларда бөлшектердің рентгенографиясы, радиоактивті сәулелік бейнелеу, ультра жоғары доза қуаты және терапияға арналған жаңа иондар сияқты ерекше қасиеттерді қажет ететін зерттеулерге жаңа мүмкіндіктер ашады. Сонымен қатар, ғарыштық радиациялық зерттеулер мен материалтану осы жаңа орталықтарды сәтті пайдалана алады. Жаңа көзқарастар қоғамның игілігі үшін ядролық физиканың көптеген болашақ қосымшаларына жол ашуы мүмкін. Бұл мақалада біз жоғары энергия үдеткіштеріндегі қолданбалы ғылымдардың қазіргі жағдайын қорытындылаймыз, кейбіреулерінің сипаттамаларын сипаттаймыз

Кілт сөздер

Ядролық физикада қолданылатын жоғары энергиялы үдеткіштер, радиациялық белсенді иондық сәулелер, ішінара терапия, Протон рентгенографиясы, ғарыштық радиациялық қорғаныс, материалдарды зерттеу

 1 Кіріспе

Ядролық физика технологиялары біздің өмірімізде барлық жерде бар. Медицина, материалдар, энергетика, қауіпсіздік, Климатология және т.б. саласындағы ең маңызды заманауи жетістіктердің көпшілігі ядролық физиканы қолданудың нәтижесі болып табылады. Біздің планетамыздың алдында тұрған кейбір маңызды сұрақтарға жауаптар медицина, энергетика, климат және нарықтық инновациялар саласындағы пәнаралық күш-жігерден алынады, олардың барлығы Ядролық физикамен байланысты. Энергетика, медицина, материалдар, ғарыш, қауіпсіздік және қоршаған ортадағы қосымшалар ядролық физикада кеңею әлеуеті жоғары салалар болып табылады[1], [2], [3]. Қолданбалы ядролық физиканың өзектілігі негізінен Еуропадағы [4] және АҚШ-тағы [5] ядролық физиканы зерттеудің соңғы Жол карталарында танылды.

Қолданбалы ядролық физиканың маңыздылығын ескере отырып, қолданбалар бүкіл әлем бойынша үдеткіш қондырғылардағы бағдарламалардың маңызды бөлімі болып табылатыны таңқаларлық емес [6]. Бөлшек үдеткіштеріндегі зерттеу бағдарламалары жоғарыда аталған тақырыптардың көпшілігін қамтиды. Қолдану түрі үдеткіштің энергиясына байланысты. Мысалы, төмен энергиялы үдеткіштер көбінесе иондық сәулелерді талдау немесе көміртекті анықтау үшін қолданылады, ал бөлшектер терапиясы мен ғарыштық сәулелерді модельдеу жоғары энергияны қажет етеді. Бұл шолуда біз энергиясы жоғары ірі объектілерге назар аударамыз және атом және плазма физикасы сияқты іргелі ғылымның басқа салаларындағы пәнаралық әсерді жоққа шығарамыз. 2-бөлімде біз биомедицинаға (бөлшектер терапиясы, бейнелеу, радиобиология), ғарыштық сәулеленуден қорғауға және Материалтануға баса назар аудара отырып, заманауи жоғары энергия үдеткіштеріндегі қолданбалы зерттеу бағдарламасын қарастырамыз

3-бөлімде біз қазіргі уақытта Германияда, Ресейде және Кореяда салынып жатқан жаңа ірі ион үдеткіштерін сипаттаймыз. Біз сондай-ақ Шығыс Еуропада салынып жатқан extreme Light Infrastructure (Eli) объектісінің иондарды лазермен үдету әлеуетін талқылаймыз. Бұл үдеткіштер, Еуропада, Азияда және АҚШ-та салынып жатқан көптеген адамдар сияқты, өте үлкен, күрделі және қымбат. Олар бұрын-соңды болмаған қарқындылық пен сападағы жеңіл немесе ауыр иондардың, антипротондардың және радиоактивті иондардың шоғырларын жылдамдатады. Бұл қондырғылардың негізгі мақсаты-ядролық физика мен астробөлшектер физикасының негізгі сұрақтарына жауап беру[7], [8], [9]. ХХ ғасырдың аяғында классикалық ядролық реакция эксперименттері тұрақтылық алқабына жақын ядролардың құрылымы туралы барлық мүмкін ақпаратты бергені шынымен де мойындалды [10]. Астрофизикада және көптеген денелердің ядролық модельдерін сынау үшін өте маңызды тұрақтылықтан алыс ядроларды зерттеу реакцияларды қажет етеді