Transcript Wrochna_NCBJ_sympozjum_2013

1
Quo vadis NCBJ?
Połączenie instytutów w Świerku i restrukturyzacja NCBJ
stworzyły nową jakość:
 największy w Polsce instytut badawczy
○ ~1070 pracowników, bogata infrastruktura badawcza
○ sukcesy naukowe i komercyjne
28.06.2013
G.Wrochna, NCBJ
2
Problem złożoności NCBJ
cząstki
prace własne
materiały
kosmos
28.06.2013
komercja
nauka
projekty
gospodarka
dotacje
teoria
państwo
produkcja
modelowanie
bad. stosowane
eksperyment
bad. podstawowe
 Jak w syntetyczny sposób opisać bardzo szerokie
spektrum aktywności NCBJ?
 Jak prosto określić strategię, gdy kluczem do rozwoju
NCBJ jest synergia wielu obszarów w wielu wymiarach?
współpraca krajowa
współpraca międzynarodowa
G.Wrochna, NCBJ
3
Misja NCBJ
28.06.2013
G.Wrochna, NCBJ
4
państwo
gospodarka
nauka
Misja NCBJ
 Prowadzenie badań naukowych na najwyższym światowym
poziomie w dziedzinach: atomowej struktury materii, fizyki
jądrowej, cząstek elementarnych i pokrewnych;
 Budowa i utrzymanie infrastruktury badawczej na potrzeby polskiej
i europejskiej nauki i gospodarki;
 Realizacja pełnego łańcucha naukowo-technologicznego,
począwszy od badań poznawczych poprzez badania stosowane,
prace prototypowe i rozwojowe, aż do finalnych produktów
rynkowych w oparciu o wiedzę oraz technologie wykorzystujące
promieniowanie jonizujące;
 Wspieranie procesów planistycznych, decyzyjnych i kontrolnych
w państwie poprzez doradztwo, ekspertyzy, analizy specjalistyczne
w zakresie posiadanych kompetencji, w szczególności jako
Technical Support Organisation dla energetyki jądrowej;
 Kształcenie kadr (we współpracy z wyższymi uczelniami) oraz
propagowanie wiedzy w zakresie fizyki, energetyki jądrowej
i innych zastosowań różnych rodzajów promieniowania
jonizującego.
28.06.2013
G.Wrochna, NCBJ
5
Potencjał NCBJ
28.06.2013
G.Wrochna, NCBJ
6
28.06.2013
G.Wrochna, NCBJ
7
28.06.2013
G.Wrochna, NCBJ
8
Techniki (zbiory metod i technologii)
Wspólnym
mianownikiem
opanowanych
technik jest
promieniowanie:
jony, neutrony,
fotony, e- i e+, …
28.06.2013
G.Wrochna, NCBJ
9
Obszary zastosowań
28.06.2013
G.Wrochna, NCBJ
10
Wkład NCBJ w wielkie urządzenia badawcze
Wkład
Nazwa
miejsce
Konst- Koszt
rukcja
European-XFEL
DESY Hamburg
20102014
Linac4 dla LHC
CERN Genewa
20082014
Stellarator W7-X
Greifswald
20112014
2,0 G€
6 M€
4,5 M€ elementy iniektora
wiązki neutralnej, etc.
FAIR
Darmstadt
20122017
4,4 G€
24 M€
~1 M€ elementy detektorów
European Spallation
Source (ESS) Lund
20082025
1,5 G€
?
? elementy akceleratora,
obliczenia radiacyjne…
Jules Horowitz
Reactor (JHR)
Cadarache
20122014
0,5 G€ 10 M€?
5 M€? urządzenia pomiarowe
Eksperyment GBAR
CERN Genewa
20122016
28.06.2013
1,0 G€
Polska
27 M€
-
NCBJ
6 M€ elementy akceleratora
1 M€ p-buncher, p-mode
structures PIMS
- ~1,2 M€ akcelerator eG.Wrochna, NCBJ
11
Energetyka jądrowa
 Na 18 projektów Euratom 2013, NCBJ jest w 4,
w tym jednym kieruje:
NC2I-R
ESNII+
ASAMPSA_E
SARRAH
Nuclear Cogeneration Industrial Initiative - Research
28.06.2013
G.Wrochna, NCBJ
12
Radioizotopy dla medycyny
 Reaktor MARIA jest jednym z kilku na świecie
produkujących radioizotopy dla medycyny
○15% rynku 99Mo (stosowany w 90% procedur)
○1 tydzień Marii = 100 000 procedur diagnostycznych
 POLATOM dostarcza radioizotopy do 72 krajów
○ Medal na targach wynalazków w Brukseli za 90Y i 177Lu
28.06.2013
G.Wrochna, NCBJ
13
Akceleratory dla medycyny i przemysłu
ZdAJ jest jednym z kilku na świecie producentów
akceleratorów do radioterapii i do radiografii X.
 eksport do Włoch, Korei Płd., Turcji, Iranu, Indii, …
Akcelerator Coline
do radioterapii
28.06.2013
Akcelerator mobilny
do prześwietlania konstrukcji
G.Wrochna, NCBJ
14
Akceleratory
i Detektory
40 mln zł
badania
podstawowe
5,4 mln zł
3,7 mln zł
badania
stosowane
infrastruktura
badawcza
fizyka
reaktorów
i paliwa
87 mln zł
działalność
komercyjna
badania
materiałowe
50 mln zł
energetyka
jądrowa
(TSO)
98 mln zł
28.06.2013
7,5 mln zł
G.Wrochna, NCBJ
15
Wizja rozwoju NCBJ
 „Oś główna” potencjału NCBJ: promieniowanie
 Ze względu na kompleksowość kompetencji
i infrastruktury NCBJ w zakresie technologii
wykorzystujących promieniowanie jonizujące,
naturalnym kierunkiem rozwoju powinno być
nie tyle poszerzanie pól kompetencji, co
umacnianie pozycji lidera w kraju
i jednego z wiodących ośrodków w Europie,
oraz opracowywanie nowatorskich technologii
i poszukiwanie nowych pól zastosowań
w celu optymalnego wykorzystania
zgromadzonego potencjału.
28.06.2013
G.Wrochna, NCBJ
16
Wizja rozwoju NCBJ
Wizja rozwoju NCBJ wynika z jego misji:
 Nowe projekty dla nauki, gospodarki i państwa
28.06.2013
G.Wrochna, NCBJ
17
Dla nauki: infrastruktura badawcza
 Wykorzystanie doświadczeń zdobytych za granicą
 Przyciągnięcie naukowców z zagranicy
 Infrastruktura badawcza dla uczelni warszawskich
28.06.2013
G.Wrochna, NCBJ
18
Polish Free Electron Laser
Źródło światła 4tej generacji zasilane akceleratorem elektronów
© DESY
Obrazowanie 3D:
molekuły
i nanostruktury
© DESY
Badania
materiałowe:
własności
gęstej plazmy
© DESY
© DESY
Spiroplasma melliferus
28.06.2013
Nowatorskie
technologie:
modifikacja
powierzchni
Nauki
o życiu:
obrazowanie
komórek
Na mapach drogowych
ESFRI i MNiSW
Moc wiązki (w impulsie): 0.22 GW
Ciągła wiązka e- → 600 MeV
Długość: do 400 m
Promieniowanie: THz → UV 9 nm
19
Koszt: 100 M€
Długość impulsu: < 100 fs
G.Wrochna, NCBJ
ENS - European Neutron Source
Źródło neutronów do badań materiałów dla ITER i DEMO
Na mapie Euratom-Fussion, ma zastąpić japoński IFMIF z mapy ESFRII
~300 M€ = 20% Polska + 40% EU + 40% Japonia
Infrastruktura
techniczna
NCBJ ma miejsce,
zasilanie (3 linie
HV), ochronę i
specjalistów
NCBJ source
p, d, 5 – 10 MeV, 500mA -1A
NCBJ ma
sprawdzoną
koncepcję,
lepszą niż RFQ
Boost
do
40MeV
NCBJ produkuje
PIMS do
akceleratora
Linac4, CERN
Obliczenia
radiacyjne
Duże
strumienie
neutronów
NCBJ
prowadzi
obliczenia
dla ESS
NCBJ ma
silne źródła
i komory
gorące
+ elektronika sterująca PW+NCBJ (XFEL), aparatura pomiarowa NCBJ+UW (CERN), etc
28.06.2013
G.Wrochna, NCBJ
20
Dla medycyny: CERAD
Centrum Projektowania i Syntezy Radiofarmaceutyków
Ukierunkowanych Molekularnie
 Cel: poszukiwania nowych radiofarmaceutyków do diagnostyki i
terapii, opartych na aktywnych biologicznie ligandach działających
na poziomie komórkowym i molekularnym.
 Infrastruktura:
○ cyklotron wysoko-prądowy: p i a 30 MeV, d 15 MeV
○ aparatura do obrazowania molekularnego
technikami izotopowymi, NMR i optycznymi
Radiofarmaceutyki ukierunkowane molekularnie
są szczególną grupą leków, która wykorzystuje
specyficzne mechanizmy biologiczne w celu
dostarczenia izotopów promieniotwórczych
w obszar patologicznie zmieniony w celu
obrazowania lub terapii.
Połączenie technik izotopowych z molekularnymi
markerami stanu chorobowego umożliwi
wcześniejsze wykrywanie schorzeń i wdrożenie
odpowiednich procedur terapeutycznych
Zgłoszony do „mapy drogowej”: 39 M€
28.06.2013
G.Wrochna, NCBJ
21
Dla medycyny: Molibden-Świerk
 Budowa pierwszej na świecie pełnej linii produkcyjnej:
od otrzymywania 99Mo w reaktorze Maria
do produkcji generatorów 99Mo/99mTc dla szpitali
 Cel: 20% rynku UE + rynki wschodzące
28.06.2013
G.Wrochna, NCBJ
22
Akceleratory i detektory
dla medycyny i bezpieczeństwa państwa
Akcelerator do radioterapii
wysokospecjalistycznej
Akcelerator do radioterapii śródoperacyjnej
SWAN – mobilny system
do wykrywania
materiałów
niebezpiecznych
CANIS – system do
prześwietlania ładunków
28.06.2013
G.Wrochna, NCBJ
23
Wsparcie energetyki jądrowej (TSO)
Symulacje reaktorów,
analizy bezpieczeństwa
NLEJ: doposażenie Marii,
nowe układy doświadczalne
Centrum Informatyczne Świerk:
400 TFLOPS
28.06.2013
V4G4: rozwój Laboratorium
Badań Materiałowych
G.Wrochna, NCBJ
24
V4G4
Allegro
capacity building
reactor design
know-how
phase II
phase I
Visegrad-4 for Generation-4 reactors
infrastructure
France: Technology input
Slovakia: Reactor design & safety
other projects
- safety concept, design basis, simulation and numerical analysis
Chech R: Research laboratory on technology related experiments
- thermophysics, aerodynamics, helium technology, reactor physics, etc.
Hungary: Laboratory on the closed fuel cycle and fuel issues
- PIE of ceramic fuels, separation of minor actinides, fuel fabrication, etc.
Poland: Material research laboratory: 50 M€ submitted to roadmap
- irradiation by reactor & accelerators, structural & functional material analysis
28.06.2013
G.Wrochna, NCBJ
25
Projektów NCBJ – spójny pakiet
projekt
własny
nauka,
technologie
PolFEL
energetyka
termojądrowa
ENS
materiały
akceleratory
projekt
krajowy
reaktor
V4G4
radioizotopy
źródła promieniowania
projekt
międzynarodowy
28.06.2013
energetyka
jądrowa
NLEJ
CERAD
medycyna
Molibden
badania i rozwój
komercja
G.Wrochna, NCBJ
26
Strategiczne alianse
 MARIA-JHR, PolFEL-XFEL
 Grupa Wyszehradzka, państwa bałtyckie
W7X
28.06.2013
G.Wrochna, NCBJ
27
Quo vadis NCBJ?
 Misja NCBJ: dla nauki, gospodarki i państwa
 Oś kompetencji: promieniowanie jonizujące
○ wytwarzanie: radioizotopy, reaktory, akceleratory
○ detekcja: urządzenia pomiarowe, obrazowanie, …
○ zastosowania: energ. jądrowa, medycyna, materiały, …
 Specyfika NCBJ
○ synergia badań podstawowych i zastosowań
○ bogata infrastruktura badawcza (Maria, akceleratory, …)
○ współpraca międzynarodowa
 Rozwój NCBJ
○ rozbudowa infr. badawczej (PolFEL, V4G4, ENS, …)
○ umiędzynarodowienie ośrodka
○ ekspansja komercyjna (PNT, CERAD, Molibden, ZdAJ+)
28.06.2013
G.Wrochna, NCBJ
28
Osiągnięcia NCBJ 2012
 Dr hab. Zygmunt Patyk
○ Pomiar prawdopodobieństwo jonizacji w rozpadzie beta
zgodnie z przewidywaniami mechaniki kwantowej
 Zespół CMS – dr Piotr Zalewski, dr Małgorzata Kazana,
mgr Katarzyna Romanowska-Rybińska
○ Wyznaczenie ograniczeń prawdopodobieństwa produkcji
cząstek długożyciowych w detektorze CMS przy LHC
 Dr Tomasz Szczęśniak
○ Optymalizacja detektorów scyntylacyjnych dla pozytonowej
tomografii emisyjnej z czasem przelotu
 Dział Edukacji i Szkoleń
– prof. Ludwik Dobrzyński
○ Cykl szkoleń dla spółek jądrowych PGE
28.06.2013
G.Wrochna, NCBJ
29