CentriX prześwietli

Już niebawem ponad 17,6 mln zł wsparcia unijnego trafi do Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Świerku na utworzenie centrum badawczo-wdrożeniowego przemysłowych technik radiacyjnych CentriX. Jednym z kluczowych elementów nowej infrastruktury badawczo-wdrożeniowej, która ma powstać w NCBJ, będzie najnowocześniejszy modułowy akcelerator przyspieszający elektrony do energii 30 MeV. Budowa modułowa oznacza, że w zależności od użytych struktur przyspieszających, będzie on mógł wytwarzać wiązki elektronów o kilku energiach konwertowane następnie na wysokoenergetyczne promieniowanie RTG. Różne energie wiązek są potrzebne do badania obiektów o różnych gęstościach oraz do uzyskiwania z tarcz naświetlanych elektronami neutronów na potrzeby neutronografii. Akcelerator zostanie zbudowany przez naukowców i konstruktorów ze Świerka, którzy wykorzystają elementy dostępne komercyjnie oraz zbudują od podstaw niektóre elementy urządzenia. Niewielkie rozmiary akceleratora – w podstawowej konfiguracji jego długość wyniesie ok. trzech metrów – ma pozwolić na to, by stał się on podstawą do budowy w przyszłości systemów mobilnych wykorzystywanych w gospodarce.

Akcelerator będzie elementem Laboratorium Fast-X wchodzącego w skład projektu CentriX. Poza prześwietlaniem wysokoenergetycznym promieniowaniem RTG i neutronami, będzie ono oferowało także elektryczną tomografię pojemnościową. Laboratorium zostanie wyposażone w systemy detekcji i obrazowania, w tym obrazowania dynamicznego. Wśród nich znajdą się ultraszybkie detektory rentgenowskie pozwalające na obrazowane procesów z szybkością 100 tysięcy klatek na sekundę. Naukowcy w laboratorium będą także pracowali nad nowymi technologiami prześwietlania.

– Proszę sobie wyobrazić zdjęcie rentgenowskie lub obraz tomograficzny, który jest tysiąc razy dokładniejszy, widać na nim tysiąc razy więcej szczegółów, a pacjent otrzymał mniejszą niż obecnie dawkę promieniowania jonizującego – opowiada z nieukrywaną pasją prof. Sławomir Wronka, kierownik Zakładu Fizyki i Techniki Akceleracji Cząstek NCBJ. – Naukowcy już wiedzą jak to osiągnąć i budowane są pierwsze takie systemy. Dziś prawdopodobnie żaden lekarz radiolog nie umiałby prawidłowo zinterpretować tak dokładnego zdjęcia, ale w przyszłości się to zmieni. Na początku pożytek z nowych rozwiązań będą mieli inżynierowie pragnący zajrzeć w głąb swoich urządzeń.

Projekt CentriX przewiduje także utworzenie laboratorium, w którym badane będą systemy detekcyjne. Detektory laboratoryjne wykorzystywane przez instytucje naukowe pozwalają na uzyskanie ogromnej ilości ciekawych informacji, ale są zwykle nieprzystosowane do pracy w warunkach przemysłowych, szczególnie tam, gdzie pomiaru trzeba dokonać szybko i precyzyjnie w ekstremalnych warunkach, takich jak wysoka temperatura, duża wilgotność, wysokie ciśnienie.

– Laboratorium Systemów Detekcyjnych ma być odpowiedzią na rosnące zapotrzebowanie gospodarki na urządzenia coraz bardziej zaawansowane technologicznie – wyjaśnia dr Jacek Rzadkiewicz, dyrektor Departamentu Aparatury i Technik Jądrowych NCBJ. – Technologie jądrowe pozwalają dziś na szybkie pozyskiwanie niezwykle cennych informacji, na przykład o składzie i jakości badanych próbek surowców lub produktów, jak również o stopniu zużycia elementów badanych urządzeń. Chcemy, we współpracy z przyszłymi użytkownikami projektować, prototypować i budować systemy detekcyjne dedykowane do pracy w ściśle określonych warunkach zewnętrznych.

Stanowiska badawcze w laboratorium będą wyposażone w źródła promieniowania, w tym silne impulsowe generatory neutronów, zestawy kalibracyjne symulujące badane materiały i obiekty, oraz stanowiska do instalacji badanych systemów detekcyjnych, które będą umożliwiały zmianę środowiskowych warunków pracy detektorów w szerokim zakresie.

– Sercem systemu detekcyjnego jest zwykle scyntylator ciekły lub krystaliczny wraz z odpowiednim systemem przetwarzania danych – mówi dr Rzadkiewicz. – Najważniejsze zadanie polega na odpowiednim dobraniu materiału scyntylacyjnego, który pracowałby właściwie w spodziewanych warunkach eksploatacji detektora. Wybór należy potwierdzić całą serią pomiarów w zmiennych warunkach, a na ich podstawie trzeba opracować algorytmy interpretacji danych zbieranych przez detektor.

W skład projektu CentriX wchodzi także zadanie utworzenia Laboratorium Stanowiska Badania Struktur Przyspieszających, gdzie będą opracowywane i badane m.in. nowe struktury na potrzeby radiografii oraz Laboratorium Badań Nieniszczących, w którym będą wykonywane badania powierzchniowe i rozwijane powiązane z nimi technologie. Laboratorium to będzie uzupełniało potencjał Laboratorium Badań Materiałowych NCBJ. Naukowcy zabiegają o to, by kompleks nowoczesnych laboratoriów w Świerku stał się wkrótce laboratorium centralnym dla sieci laboratoriów przemysłowych pracujących bezpośrednio na potrzeby dużych podmiotów gospodarczych lub pełniących rolę lokalnych laboratoriów środowiskowych. W nich prowadzone byłyby pomiary na potrzeby końcowych użytkowników sprofilowane pod ich specyficzne potrzeby i wykorzystujące technologie, metody i urządzenia opracowane w laboratorium CentriX.

Wartość projektu CentriX wyniesie prawie 28 milionów zł z czego ponad 17,6 miliona będzie pochodzić z RPO Województwa Mazowieckiego 2014-2020.