«НИЦ «Курчатовский институт» - ИФВЭ

Институт физики высоких энергий  создан в ноябре 1963 года для проведения  исследований фундаментальных свойств материи.  Базовой установкой Института является крупнейший в России ускорительный комплекс протонов на энергию 70 млрд. электронвольт (У-70). У-70 входит в Перечень уникальных стендов и установок Российской Федерации.

Ускоритель протонов на энергию 70 ГэВ (У-70) был введен 14 октября 1967 года и в течение пяти лет оставался крупнейшим в мире протонным ускорителем. Проектная интенсивность протонного пучка составляла 1012  частиц в импульсе и была достигнута в течение первого года работы ускорителя.            

Сегодня  комплекс У-70 включает в себя два линейных ускорителя: И-100 и УРАЛ-30 и два циклических ускорителя: быстроциклирующий протонный синхротрон  на энергию 1,5 ГэВ (бустер) и протонный синхротрон на энергию 70 ГэВ, связанные в единую цепочку.  

Ряд систем вывода пучков из ускорителя У-70 обеспечивает физические исследования широким спектром пучков частиц как по их сортам, так и по энергиям. 

Программа исследований ИФВЭ  на отечественной базе (У-70) включает направления, в которых параметры пучков частиц обеспечивают получение приоритетных научных результатов. К ним относятся: 

• Поиск и исследование редких распадов К-мезонов, поиск нарушения симметрии между материей и антиматерией, 

• Исследование ядерных эффектов,

• Спектроскопия адронных состояний,

• Исследование поляризационных эффектов.

Два последних направления исследований призваны прояснить структуру физического вакуума и происхождение масс частиц.

Для исследования редких распадов К-мезонов в 2008 году создана и введена новая экспериментальная установка ОКА и канал сепарированных каонов на базе двух сверхпроводящих высокочастотных резонаторов. Для обеспечения работы сверхпроводящих резонаторов в ИФВЭ создана крупнейшая в России криогенная система объемом 1000 л сверхтекучего гелия (при температуре t = -271,2 оС).

Исследования в области спектроскопии адронных состояний осуществляются на установках ВЕС, СВД и Гиперон.

В процессе реализации задач Института разрабатываются и применяются новейшие методы и технологии в различных областях науки и техники (новые материалы, сверхпроводимость и криогеника, детекторы ядерного излучения, быстрая электроника, системы контроля, сбора и обработки больших потоков информации). Новые разработки, как правило, проходят полный инновационный цикл (идея-технология-образец-производство).

Накопленный опыт ИФВЭ в области ускорительной физики и техники, физики высоких энергий, детекторных технологий, криогеники, вакуумной техники был широко востребован при реализации глобального научного проекта «Большой адронный коллайдер» (БАК). ИФВЭ внёс значимый вклад в разработку и изготовление уникального оборудования как самого коллайдера, так и всех четырёх экспериментальных установок, работающих на БАК. Всё изготовленное в ИФВЭ оборудование прошло научно-техническую и инженерную экспертизу, смонтировано на штатных местах и успешно отработало в первых сеансах БАК в 2009 и 2010 годах.

На основе передовых разработок ГНЦ ИФВЭ в детекторных технологиях и ускорительной физике разработан ряд инновационных проектов для различных областей использования. Среди них: 

• Сверхпроводящий индукционный накопитель энергии (СПИН),

• Центр ионной лучевой терапии,

• Мюонная томография,

• Сцинтилляционный портал большой площади,

• Малодозовый рентгеновский аппарат со съёмом информации на основе арсенид галлиевых детекторов,

• Копирующие манипуляторы. 

Ряд инновационных проектов  ИФВЭ в настоящее время находится в стадии реализации. Так создано два действующих прототипа мюонного томографа для задач обнаружения объектов большой плотности. 

Базовыми элементами мюонного томографа являются прецизионные мюонные камеры, технология производства которых была разработана и освоена в ИФВЭ во время создания мюонного детектора установки АТЛАС для исследований на Большом адроном коллайдере (БАК). Развёрнута программа исследований прототипа томографа.

Разработка и использование арсенид галлиевых детекторов гамма излучения для задач ИФВЭ в области физики высоких энергий стали основой создания малодозового рентгеновского аппарата со съёмом информации на основе этих детекторов. Основным преимуществом этого подхода является возможность снижения дозы облучения в 10-100 раз по сравнению с другими аналогами без потери качества изображения. Разработана и изготовлена опытная партия рентгеновских аппаратов сканирующего типа с детектирующей системой на арсенид-галлиевых полупроводниковых детекторах. Результаты исследований используются для сертификации аппаратов в качестве средств медицинской техники, для изготовления установочной партии аппаратов и подготовки серийного производства. 

Кроме того, сотрудниками ИФВЭ совместно с МРНЦ г. Обнинск был разработан Проект Центра протон-ионной лучевой терапии (ЦПИЛТ) на основе ускорительного комплекса ИФВЭ, имеющий существенную социальную значимость (лечения пациентов с самыми сложными раковыми заболеваниями).

Обширные клинические исследования в области лучевой терапии, выполненные в последнее время, доказали, что пучки протонов и особенно ионов углерода являются наиболее совершенным инструментом для лечения онкологических заболеваний.

Проектирование и строительство новых центров, сочетающих методы протонной и ионной лучевой терапии, ведется в Японии, Германии, Китае, CERN.

• Использование в одном и том же центре, помимо пучков ионов углерода, пучков протонов незначительно усложняет проект, но расширяет возможности центров.

• Обязательным является наличие медленного вывода пучка из ускорителя, позволяющего более эффективно и качественно использовать выведенный пучок.

Анализ и специальные исследования ускорительного комплекса ИФВЭ показали, что после относительно небольшой модернизации комплекс может быть использован для создания медицинских пучков протонов и ионов углерода.

Полное название: В январе 2017 года на основании новой редакции Устава Федеральное государственное бюджетное учреждение «Государственный научный центр Российской Федерации – Институт физики высоких энергий» переименован в федеральное государственное бюджетное учреждение – Институт физики высоких энергий имени А.А. Логунова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» (сокращенное название НИЦ «Курчатовский институт - ИФВЭ).

Адрес: 142281, Московская область, г.Протвино, Площадь науки, д.1

Телефон\Факс: 8 (4967) 74-28-24

Сайт в Интернет: www.ihep.ru

Дата изменения: 06.07.2021 12:59