Overslaan en naar de inhoud gaan

MYRRHA-team viert mijlpaal na mijlpaal

MYRRHA-protonen werden met succes versneld

SCK CEN - Deeltjesversneller (2019)

Vanaf 2027 zal SCK CEN een cruciale bijdrage leveren in de ontwikkeling en productie van een nieuwe generatie medische radio-isotopen. Dat doet het nucleaire onderzoekscentrum door zogenaamde ‘trefschijven’ met protonen in plaats van neutronen te bombarderen. De deeltjesversneller van MYRRHA die de protonen zal afvuren, is momenteel in aanbouw. De bouw ervan bereikte vorig jaar de ene mijlpaal na de andere.

SCK CEN - Jaarverslag Highlights (2021)

In 2019 verschenen er pretlichten in de ogen van SCK CEN-wetenschappers, toen de allereerste protonen moeiteloos uit de ionenbron rolden. “De ionenbron is de eerste schakel in MYRRHA’s deeltjesversneller [zie kadertekst], vanwaar de protonen vertrekken”, kadert Dirk Vandeplassche, fysicus bij SCK CEN en specialist in deeltjesversnellers. In 2020, amper één jaar later, mogen diezelfde wetenschappers opnieuw gretig in de handen klappen. En niet één, maar twee keer.

Vorige zomer zijn ze erin geslaagd om voor het eerst een protonenbundel te versnellen in de Radio Frequency Quadrupole (RFQ). “Eenmaal de protonen de ionenbron hebben verlaten, worden ze in de RFQ gestuurd. Dat onderdeel versnelt ze om op het einde van de rit een geschikte protonenbundel af te leveren. De energie van die bundel wordt vervolgens verhoogd door een aaneenschakeling van caviteiten die de protonen telkens een versnellende duw geven, en magneten die ze in de juiste baan houden”, verduidelijkt Dirk Vandeplassche. De zomertest beperkte zich tot korte pulsen aan een klein vermogen, maar toonde al aan dat het systeem feilloos werkt.

Met een vermogen van 100% en zonder enige onderbreking gedurende uren legden we de nominale protonenbundel zwart op wit vast.
Dirk Vandeplassche

In het najaar gingen de wetenschappers beduidend een stap verder door de Radio Frequency Quadrupole ettelijke uren op de proef te stellen. Kan de RFQ een protonenbundel afleveren aan de exacte vereisten om de deeltjesversneller van MYRRHA aan te drijven? “Met glans zelfs! Met een vermogen van 100% en zonder enige onderbreking gedurende uren legden we de nominale protonenbundel zwart op wit vast”, glundert Vandeplassche. Dat is groot nieuws, want het volledige lage-energiegedeelte – gaande van de ionenbron tot de RFQ – bepaalt grotendeels de betrouwbaarheid van de versneller. Die betrouwbaarheid is van belang om de beoogde toepassingen in MYRRHA te realiseren.

SCK CEN - Highlights - Deeltjesversneller MYRRHA (2021)

Gebundelde krachten

De wetenschappers hebben zes jaar lang naar dit moment geleefd. “Deze mijlpaal waar we 6 jaar lang naartoe gewerkt hebben, is het resultaat van internationale samenwerkingen,” aldus Hamid Aït Abderrahim, directeur van MYRRHA en adjunct-directeur-generaal van SCK CEN. Het Duitse Instituut voor Toegepaste Fysica (IAP) van de universiteit van Frankfurt hielp de RFQ ontwerpen, terwijl het Duitse ingenieursbedrijf NTG hem mee bouwde. De krachtige RF-versterkers die het juiste vermogen voor de versnelling leveren, komen dan weer van het Belgische bedrijf IBA. Het Franse Nationaal Instituut voor Kern- en Deeltjesfysica (IN2P3) – een afdeling van het Nationaal Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek (CNRS) – verzorgde de verbinding tussen de ionenbron enerzijds en de RFQ anderzijds, en de RF-regeling op laag niveau. “De assemblage in volle kracht aan het werk zien, maakt ons fier. En het doet ons vooral watertanden naar meer”, besluit Vandeplassche. Met meer doelt hij op de uitgebreide metingen van de karakteristieken van de protonenbundel, de uitdagende betrouwbaarheidstesten en de experimenten met de CH-caviteiten.

MYRRHA: drie bouwfasen

SCK CEN werkt momenteel intensief aan de bouw van MYRRHA, ‘s werelds eerste door een deeltjesversneller aangedreven onderzoeksreactor. MYRRHA opent de weg naar ontelbare veelbelovende technologieën en toepassingen, bijvoorbeeld om het beheer van nucleair afval te optimaliseren en nieuwe medische radio-isotopen te produceren. De bouw van MYRRHA verloopt in verschillende fasen. In fase 1 bouwt SCK CEN MINERVA, de deeltjesversneller met een energie tot 100 megaelektronvolt (MeV). In een volgende fase zal het onderzoekscentrum het energieniveau tot 600 MeV optrekken. Die energie is nodig om alle geplande activiteiten, en dan voornamelijk de demonstratie van transmutatie van nucleair afval, in de MYRRHA-onderzoeksreactor te kunnen uitvoeren. De eigenlijke subkritische onderzoeksreactor zal in de derde en laatste fase gebouwd worden, die fase loopt tot 2036.

SCK CEN - Jaarverslag Highlights (2021)

Een uitgewerkt projectplan verbindt mensen

Om een ambitieus doel te bereiken, zijn veel handen nodig. Ieder van ons heeft zijn expertise en ideeën, maar ook de gedrevenheid om zich met anderen tot één succesvol team te organiseren. Een uitgewerkt projectplan brengt daarbij duidelijkheid. Het schept vertrouwen in de strategie die we volgen, en de bijdrage die elk van ons daarin kan leveren. Bovendien stelt het ons in staat om mijlpalen af te vinken, de projectvoortgang op te volgen en daaruit lessen te trekken.

Adrian Fabich
MINERVA Design and Build

SCK CEN ontkleedt atomen
Laserlicht knikkert elektronen uit atoomkern om specifieke radio-isotopen te isoleren

Volgend hoogtepunt

Deel deze pagina