Poznaj atom

Jeszcze nowocześniejszy Świerk

Środa 24 czerwca 2015

Narodowe Centrum Badań Jądrowych (NCBJ) uruchomiło szereg inwestycji mających na celu podniesienie potencjału naukowo-technicznego ośrodka w Świerku. Nowe laboratoria i urządzenia powstały m.in. w ramach projektu „4LABy” o wartości blisko 40 mln zł dofinansowanego z funduszy Unii Europejskiej. Dziś, 24 czerwca br, na specjalnej konferencji, omówiono wyniki i zaprezentowano efekty przeprowadzonych prac.

Projekt „Wzmocnienie potencjału innowacyjnego ośrodka w Świerku w zakresie rozwoju technologii wykorzystujących promieniowanie jonizujące” (tzw. „4LABy”) dobiega końca. Naukowcy podsumowali efekty prowadzonych przez pięć lat prac. W ramach przedsięwzięcia, wartego niemal 40 mln zł, w NCBJ wybudowano nowoczesne pomieszczenia laboratoryjne i wyremontowano dotychczasowe. Zakupiono także specjalistyczną aparaturę badawczą i pomiarową. Inwestycja pozwoli naukowcom i inżynierom z Polski i Europy prowadzić najwyższej jakości prace badawcze i wdrożeniowe w tak przyszłościowych obszarach wiedzy jak fizyka plazmy, plazmowe techniki inżynierii materiałowej, badania radiograficzne czy medyczne akceleratory cząstek.

Największą inwestycją projektu 4LABy jest Laboratorium Struktur Akceleracyjnych. Wzniesiony od podstaw, kosztem niemal 8 mln zł, budynek jest miejscem, w którym ponad 50 specjalistów będzie już wkrótce projektować, konstruować i testować układy elektroniczne i mechaniczne oraz systemy sterowania nowoczesnych akceleratorów do zastosowań medycznych. Dwa nowe, potężne bunkry, w których będą prowadzone innowacyjne prace badawcze, m.in. nad akceleratorami medycznymi niezbędnymi dla medycyny nuklearnej, mają ściany o grubości dochodzącej do trzech metrów. Można tu bezpiecznie pracować z urządzeniami wytwarzającymi wiązki elektronów o energiach dochodzących nawet do 20 megaelektronowoltów.
Ponad 1400 metrów kwadratowych powierzchni Laboratorium Struktur Akceleracyjnych zajmą m.in. stanowiska do badań mikrofalowych, obróbki próżniowej, lutowania w próżni czy kontroli szczelności. Część pomieszczeń używanych podczas precyzyjnego strojenia wnęk rezonansowych i montażu sekcji przyspieszających akceleratorów ma ograniczony dostęp i podwyższoną czystość. Tu dobiegają końca prace m.in. nad kompleksowym systemem do radioterapii śródoperacyjnej, przeznaczonym do napromieniania w trakcie zabiegu chirurgicznego loży po usuniętym nowotworze piersi.
Pracownie Laboratorium Struktur Akceleracyjnych wyposażono w specjalistyczną aparaturę inżynieryjną. Znajduje się tu klatka Faradaya wraz z modulatorem wysokich napięć, nowoczesna spawarka mikroplazmowa, a także piec do lutowania w próżni. Ten ostatni przyrząd, gwarantujący najwyższą jakość połączeń, został zakupiony, zainstalowany i uruchomiony w ramach projektu 4LABy kosztem niemal dwóch milionów złotych. Żadne nowoczesne laboratorium nie może funkcjonować bez infrastruktury informatycznej, zdolnej szybko wykonywać zaawansowane symulacje komputerowe i z odpowiednią wydajnością przetwarzać znaczne ilości danych pomiarowych. W Laboratorium Struktur Akceleracyjnych za realizację tych zadań odpowiadają serwery umieszczone w odrębnym, specjalnie do tego celu zaprojektowanym pomieszczeniu.

Projekt 4LABy otworzył przed Laboratorium Wiązek Jonowo-Plazmowych możliwość badania cząstek naładowanych przyspieszanych w gorącej plazmie. Ten kierunek rozwoju technik akceleracyjnych, uznawany za bardzo obiecujący, nie mógłby być rozwijany w ośrodku w Świerku bez nowoczesnego wysokoprądowego implantatora impulsowego. Zmodernizowane działo jonowo-plazmowe w pełni współpracuje z nową komorą próżniową. Takie połączenie technik pozwala wykonywać zaawansowaną obróbkę powierzchni materiałów: wprowadzać domieszki w ich warstwy powierzchniowe, a następnie, bez ryzyka zanieczyszczenia próbek, wygrzewać je wiązką elektronów. Modyfikowanie powierzchni materiałów za pomocą dział plazmowych i jonowych należy obecnie do najnowocześniejszych i najbardziej uniwersalnych metod inżynierii materiałowej. Za pomocą plazmy naukowcy z ośrodka w Świerku mogą wytwarzać np. wysokotemperaturowe warstwy nadprzewodzące bądź półprzewodniki z domieszkami manganu, krzemu, germanu, a także tlenku cynku. Materiały z tej ostatniej grupy mają kluczowe znaczenie dla rozwoju spintroniki, dziedziny, która w przyszłości prawdopodobnie zastąpi elektronikę.

W ramach projektu powstało także Mobilne Laboratorium Pomiarów Środowiskowych. Skonstruowany i wyposażony nakładem ok. 2 mln zł pojazd badawczy jest wyjątkowy w skali kraju. Przemyślana konstrukcja umożliwia transport precyzyjnego sprzętu do monitorowania jakości powietrza atmosferycznego w niemal dowolne miejsce. Integralną częścią pojazdu jest nowoczesna stacja meteorologiczna z 10-metrowym, rozkładanym teleskopowo masztem i ultradźwiękowym czujnikiem wiatru. Wnętrze Mobilnego Laboratorium wypełniają analizatory zdolne samodzielnie i ciągle monitorować stężenia tlenków azotu (NO/NO2/NOx), tlenku węgla CO i ozonu O3. Specjalnością stacji są jednak zautomatyzowane pomiary pyłu zawieszonego w powietrzu, w tym najbardziej szkodliwych dla zdrowia ultradrobnych cząstek, kilkaset razy mniejszych od średnicy ludzkiego włosa. Aparatura jest w stanie mierzyć stężenia i masy takich drobin. Zebrane próbki można poddać dalszej analizie na zawartość metali ciężkich.

W ramach projektu 4LABy Laboratorium Radiograficzne sfinalizowało budowę mobilnego akceleratora liniowego, przyspieszającego elektrony w bezpiecznym dla otoczenia zakresie energetycznym od 4 do 6 megaelektronowoltów. Urządzenie służy do wykrywania ukrytych wad materiałowych w mało- i średniogabarytowych elementach konstrukcyjnych, których nie można przetransportować na stanowiska pomiarowe ośrodka w Świerku. Badany obiekt może być prześwietlany elektronami lub promieniowaniem rentgenowskim. W zależności od potrzeb obraz jest rejestrowany w czasie rzeczywistym za pomocą nowoczesnej, cyfrowej matrycy detekcyjnej lub za pomocą tradycyjnych klisz.

Prawie 2 miliony złotych, które przeznaczone zostały na modernizację sieci informatycznej poprawiły warunki pracy i skróciły czas wykonywanych zadań, umożliwiły sprawniejsze korzystanie z baz danych, zdalnych serwerów oraz innych danych dostępnych w Internecie, co jest niezbędne dla nowoczesnego, sprawnego działania jednostki badawczo-naukowej. Pozwoliło również na korzystanie z lepszych standardów, jakie daje nowoczesna sieć komputerowa. Zaangażowanie pracowników NCBJ w projekty międzynarodowe, ale również zakupywana nowoczesna aparatura wymusza konkretne rozwiązania w zakresie infrastruktury technicznej jak chociażby połączenia światłowodowe.

W ramach projektu Zakupiono dwa urządzenia typu UTM w konfiguracji klastra, które chronią lokalną sieć przed wirusami czy włamaniami. Zastosowanie takiej architektury znacznie podnosi niezawodność ochrony sieci komputerowej. Modernizacja sieci w wybranych budynkach oraz zbudowanie sieci łączącej te budynki z centralnym punktem dystrybucyjnym ośrodka pochłonęło 65 km kabli miedzianych i 3 km kabli światłowodowych. W ramach modernizacji sieci zakupiono około 48 przełączników brzegowych i szkieletowych firmy Extreme Networks, oraz 25 routerów firmy Mikrotik. Urządzenia te pozwoliły na zbudowanie sieci o przepustowości 10 Gb/s pomiędzy dowolnymi jej punktami. Zakupiono 75 bezprzewodowych punktów dostępowych sieci bezprzewodowej. W 13 nowych punktach dystrybucyjnych zainstalowano monitoring parametrów środowiskowych (temperatura powietrza, pobór prądu, sygnalizacja otwarcia drzwi). Zmodernizowano system komunikacji elektronicznej w NCBJ.

„Projekt 4LBY jest kluczowym elementem zmian jakie wprowadziliśmy w ostatnim czasie w Świerku. Finansowanie tego największego instytutu badawczego przez szereg lat pozostawiało wiele do życzenia. Dzięki naszym intensywnym działaniom połączonym z pozyskanymi funduszami Unii Europejskiej to się zmienia” – podkreśla prof. dr hab. Grzegorz Wrochna, dyrektor NCBJ – „Modernizujemy ośrodek. Powstają nowe urządzenia i nowe laboratoria. Ale infrastruktura to nie wszystko. Ciągle inwestujemy w rozwój kadr i zwiększanie możliwości pracy naukowej dla młodych osób wchodzących w ten fascynujący świat. Dziś NCBJ jest liczącym się ośrodkiem naukowym na świecie i kluczowym w Europie Środkowo-Wschodniej. Jestem przekonany, że będziemy kontynuować nasze starania aby nie tylko zwiększać znaczenie polskiej nauki ale również przedstawiać rozwiązania mające niebagatelny wpływ na nasze codzienne życie”.

źródło: ncbj.gov.pl
Facebook