Кіріспе
Канададағы бөлшектер физикасы зертханасы
TRIUMF – Канаданың ұлттық бөлшектер үдеткіш орталығы. Ол Канаданың жетекші физика зертханасы болып есептеледі және әлемдегі ірі субатомдық физика ғылыми-зерттеу орталықтарының бірі ретінде танылады. Университеттер консорциумының меншігінде және басқаруында, ол Британдық Колумбия университетінің (Vancouver, British Columbia, Canada) оңтүстік кампусында орналасқан, ол TRIUMF-тің негіс қалаушыларының бірі. Мұнда әлемдегі ең ірі қалыпты өткізгіш циклотроны бар, ол 520 МэВ протон көзі болып табылады және 2010 жылы IEEE-нің маңызды жетістігі ретінде танылды. Үдеткішке бағытталған қызметтері бөлшектер физикасы, ядролық физика, ядролық медицина, материалдар ғылымы, сондай-ақ детекторлар мен үдеткіштерді әзірлеуді қамтиды. Объектіде 500-ден астам ғалым, инженер, техник, жұмысшы, әкімшілік қызметкер, докторантурадан кейінгі тағылымдамашылар мен студенттер жұмыс істейді. Жыл сайын 1000-нан астам ұлттық және халықаралық зерттеушілерді тартады және соңғы он жылда 1 миллиард доллардан астам экономикалық пайда әкелді. TRIUMF-тің ғылыми-зерттеу басымдықтарын анықтау үшін, орталықтағы және университеттегі физиктер Табиғи ғылымдар және Инженерлік зерттеулер кеңесінің (NSERC) субатомдық физика саласындағы ұзақ мерзімді жоспарын басшылыққа алады. TRIUMF-тің 50-ден астам халықаралық ынтымақтастық келісімі бар. Лабораторияның құрметіне 14959 TRIUMF астероидінің аты қойылған.
Тарих
ТРИУМФ 1968 жылы Саймон Фрейзер Университеті, Британдық Колумбия Университеті және Виктория Университеті бірде-бір университет өтей алмайтын зерттеу қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін құрылды. TRIUMF атауы бастапқыда TRI University Meson Facility аббревиатурасы болған, бірақ қазір Канаданың 19 мүше және серіктес университетінен тұратын консорциум ретіндегі жағдайын толық көрсете алмайды. Жергілікті университет құрылысынан бастап, ол ұлттық зертханаға айналды, сонымен бірге Канада университеттерінің ғылыми-зерттеу бағдарламаларымен тығыз байланысын сақтап келді. Оның байланысты зерттеу салалары ядролық физикадан бастап бөлшектер физикасы, молекулалық және материалдық ғылым, ядролық медицина, сондай-ақ үдеткіштерді зерттеу және дамытуға дейін кеңейді. ТРИУМФ-тың 520 МэВ циклотроны 1976 жылдың 9 ақпанында Канаданың 15-ші премьер-министрі Пьер Трюдо тарапынан ресми түрде қолданысқа енгізілді. Ол: «Мен циклотронның не екенін толық білмеймін, бірақ Канаданың мұндай құрылғысы бар екеніне өте қуаныштымын» деді. Рикен SRC (суперөткізгіш сақиналы циклотроны) салынғанға дейін TRIUMF салмағы және сәулесінің немесе магнит өрісі радиусы тұрғысынан әлемдегі ең үлкен циклотрон болды. Рикен SRC циклотроны TRIUMF-тан салмағы ауыр, бірақ TRIUMF-та сәуле радиусы және вакуумдік резервуардың көлемі үлкен. Рикеннің магнит өрісі 3,5 м-ден 5,5 м радиусқа дейін жетеді, ал TRIUMF-тің өрісі 0-ден шамамен 320 дюймға дейін созылады, себебі ЭМ-ді азайту үшін оған төмен магнит өрісі қажет.
Канадалық университеттер серіктестері
TRIUMF 21 университет консорциумының бірлескен кәсіпорны болып табылады және оны басқарады, оның құрамында 14 толық және 7 қауымдасқан мүше бар. Мүше университеттер: Альберта университеті, Британдық Колумбия университеті, Карлтон университеті, Гюльф университеті, Манитоба университеті, Монреаль университеті, Саймон Фрейзер университеті, Королева университеті, Торонто университеті, Виктория университеті, Ватерлоо университеті және Йорк университеті. Қауымдасқан университеттер: Калгари университеті, Макмастер университеті, Солтүстік Британдық Колумбия университеті, Регина университеті, МакГилл университеті, Сент-Мэри университеті, Шербрук университеті, Виннипег университеті және Батыс университеті.
Тәжірибелер
ТРИУМФ өз білімін басқа зерттеу салаларына және кәсіпкерлік мүмкіндіктерді дамытуға бағыттап, ядролық, бөлшектер және үдеткіш физикасының негізгі бағдарламасын өмір, молекулалық және материалдар ғылымдарының маңызды салаларын қамтуға кеңейтті.
Негізгі циклотрондық және протондық сәуле желілері
ТРИУМФ-тың ядросында 520 МэВ циклотроны орналасқан, ол негізгі протондық сәулелерді өндіреді. ТРИУМФ бағдарламасының көп бөлігі осы сәулелерге байланысты, соның ішінде ISAC, молекулалық және материалдар ғылымы орталығының μSR және β ЯМР бағдарламалары, сондай-ақ Протондық терапиялық орталығы. Басты циклотронның жұмыс істеуі ТРИУМФ-қа BWXT Medical үшін үш медициналық циклотрон мен медициналық изотоптарды өндіруге қолданылатын TR 13 медициналық циклотронын пайдалану тәжірибесін жинауға, сондай-ақ компанияларға циклотрон және басқа да үдеткіш технологияларды сату арқылы коммерциялық мүмкіндіктерді пайдалануға көмектесті.
520 мевольтты циклотрон
ТРИУМФ ион көзінен теріс зарядталған сутек иондарын (H−: 1 протон, 2 электрон) өндіреді. Иондар 60 метрден астам қашықтықтағы сәулені бағыттау және шоғырландыру элементтері бар эвакуацияланған электростатикалық сәуле желісі арқылы циклотронға тасымалданады. 520 МэВ (миллион электрон вольт) айнымалы энергиялы циклотрон бұл иондарды жоғары жиілікті ауыспалы электр өрісімен үдетіп, сәулені сыртқа спираль тәрізді траекторияда ұстап тұру үшін үлкен алты секторлы магнитті пайдаланады. Өте жұқа графиттен жасалған шығару фольгасы H− ионынан электрондарды бөліп алып, протонның өтуіне мүмкіндік береді. Протон, оң зарядталған бөлшек болғандықтан, магнит өрісінің әсерінен сыртқа қарай бұрылып, протондық сәуле желісіне бағытталады. Протонның жарық жылдамдығының үштен екі бөлігіне желу процесі шамамен 0,3 мс-қа созалады. ТРИУМФ бағдарламаларының сәттілігі циклотрондан протонды сенімді жеткізу қабілетіне байланысты. Әдетте, 35 жылдан астам болған циклотронның жұмыс істеу уақыты 90%-дан жоғары (2000–2007 жылдар), ал 15 жылдық орташа көрсеткіш 90%-ға жуық. Сәуле әдетте жылына 5000 сағатқа жуық уақыт бойы беріледі, бір үлкен (үш айлық) және бір кішкентай (бір айлық) техникалық қызмет көрсету кезеңдерімен. Жүйелерді жаңарту нәтижесінде циклотрон сәулесінің қасиеттері мен мүмкіндіктері жылдар бойы жақсарды, ал магниттік және электр өрістерін, радиожиілікті резонаторларды қамтамасыз ететін және вакуумдік камераны қамтитын негізгі инфрақұрылым ТРИУМФ-қа тағы көп жылдар бойы қызмет ететін болады.
Төрт протондық сәуле желілері
TRIUMF-та төрт тәуелсіз экстракциялық зонд бар, олар әртүрлі өлшемдегі фольгалары арқылы төрт сәуле желісіне бір мезгілде протон жеткізеді. Протон сәулесінің жоғары энергиясының салдарынан, бұл сәуле желілері электростатикалық емес, магниттік фокустау және басқару элементтерін пайдаланады. 1А сәуле желісі (BL1A) екі нысаналық жүйеге 180-ден 500 МэВ-қа дейінгі протон жеткізе алады. Сәуле қуаты 50-ден 75 кВт-қа дейін ауытқиды. Бірінші нысана, T1, үш эксперименттік арнаны қамтамасыз етеді. Екінші нысана, T2, екі мСР (μSR) эксперименттік арнасын қамтамасыз етеді. T2-ден кейін медициналық бейнелеу генераторлары үшін стронций изотоптарын өндіруге және Термиялық нейтрондық қондырғыны (TNF) пайдалануға арналған 500 МэВ қондырғысы орналасқан. 1B сәуле желісі циклотронның қабырғасының шетінде BL1-ден бөлінеді және халықаралық пайдаланушыларға электрондық тізбектерді сәулеленуге тестілеуге арналған Протондық сәулелендіру қондырғысын (PIF) ұсынады, мысалы, компьютерлік чиптерді сынау үшін ғарыштық сәулеленуді модельдеу үшін. 1U сәуле желісі (BL1U) 1A сәуле желісімен протон сәулесін бөліседі және оның сәуле қуатының 20 кВт-қа дейін ультрасуық нейтрондардың спалляциялық көзіне бағытталады, олар нейтронның негізгі қасиеттерін зерттеу үшін қолданылады. 2А сәуле желісі (BL2A) 475-тен 500 МэВ-қа дейінгі 50 кВт-қа дейінгі протон сәулелерін ISAC нысаналық қондырғысына жеткізе алады, ол көптеген канадалық және халықаралық эксперименттер үшін сирек изотопты иондық сәулелерді өндіреді. 2C сәуле желісі (BL2C) хориоидтық меланомаларды (көз ісіктерін) емдеу үшін Протондық терапия бағдарламасында және стронций изотоптарын өндіру үшін протондық сәулелендіруге қолданылады, олар химиялық өңдеуден өтеді және содан кейін медициналық бейнелеу генераторларында қолданылады. Бұл сәуле желісі сонымен қатар PIF пайдаланушыларына төмен энергиялы протонды жеткізуге мүмкіндік береді. Бұл желідегі энергия диапазоны 70-120 МэВ. 4 Солтүстік сәуле желісі (BL4N) (2017 жылы аяқталуы күтілуде) – ISAC-ті кеңейту үшін арнайы актинидтік нысанасы бар жаңа 500 МэВ сәуле желісі.
Сирек изотоптық сәулелер үшін ISAC және ARIEL қондырғылары
ISAC және ARIEL (құрылыста) нысандары зерттеу үшін қысқа ғұмырлы изотоптарды жасау үшін ауыр иондық сәулелерді өндіреді және қолданады. Басты үдеткіштен шыққан протондық сәуле ISAC-та BL2A сәуле желісі арқылы және ARIEL-дің екі нысаналық станциясының бірінде BL4N сәуле желісі арқылы (құрылыста) экзотикалық изотоптардың сәулелерін жасау үшін пайдаланылады, олар сызықтық үдеткіштерді пайдалану арқылы одан әрі үдетіледі. ARIEL-дегі екінші нысаналық станция TRIUMF elinac-тан электрондық сәулені басқарушы сәуле ретінде қолданады. Көптеген эксперименттер осы экзотикалық изотоптардың қасиеттерін және құрылымын, сондай-ақ олардың нуклеосинтезін зерттейді. ISAC I және ISAC II арасында көптеген эксперименттер аяқталуы мүмкін.
ISAC-I қондырғысы
ISAC I қондырғысында 500 МэВ протондар 100 мкА дейін екі өндірістік нысананың біріне бағытталып, радиоактивті изотоптар өндіріледі. Изотоптар қыздырылған түтік арқылы өтіп, көздерде иондалады, содан кейін 60 кВ дейін жоғары кернеу платформасынан үдетіліп, қажетті иондық сәулені бөліп алу үшін массалық сепараторға жіберіледі. Сәуле төмен энергиялы сәуле тасымалдау (LEBT) электростатикалық сәуле желісі арқылы тасымалданып, коммутатор арқылы төмен энергиялы тәжірибелік аймаққа немесе ISAC I орта энергиялы тәжірибелік аймағына бөлме температурасындағы үдеткіш құрылымдар сериясына жіберіледі. ISAC I-де жүргізілетін тәжірибелер:
8π спектрометрі
Атомдық ядролардың қалып-құлқын зерттеуге қолданылатын микроскоп, олар 8π орталығында жиналады және радиоактивті ыдырауға ұшырайды. 8π спектрометрінің негізгі құрауы – қозған күйдегі қызықты ядролардан шығатын гамма сәулелерін байқауға арналған гипер таза германий детекторлары.
АЛТАН
Ядролық реакциялардың кері соққыларын және гамма-сәулелерін анықтау құрылғысы (DRAGON) – астрофизикадағы, әсіресе жаңа жұлдыздардың, суперновалардың және рентгендік жарқылдардың жарылғыш ортасында өтетін нуклеосинтез реакциялары сияқты маңызды ядролық реакциялардың жылдамдығын өлшеуге арналған аппарат.
Лазерлік спектроскопия
ТРИУМФ-тағы коллинейлік жылдам сәулелі лазерлік спектроскопия (CFBS) эксперименті, лазерлік спектроскопия арқылы қысқа өмір сүретін изотоптардың гипержұп энергия деңгейлерін және изотоптық ығысуларын өлшеу мақсатында, ТРИУМФ-тың ISAC қондырғысының жоғары сәуле интенсивтігі мен радиоизотоп өндіру мүмкіндігін, сондай-ақ ион тұтқындарымен сәулені салқындатудың қазіргі заманғы техникаларын пайдалануға арналған.
Титан
ТРИУМФ-тың атомдық және ядролық ғылымға арналған иондық тұзағы (TITAN) қысқа ғұмырлы изотоптардың массасын жоғары дәлдікпен өлшейді. ISAC-тан радиоактивті изотоптар TITAN-ға салқындату, заряд алу және тұтқындау үшін жіберіледі. Бүкіл процесс шамамен 10 миллисекунд ішінде жүзеге асады, бұл қысқа жартылай ыдырау периоды бар радиоактивті изотоптарды зерттеуге мүмкіндік береді.
TRINAT
TRINAT, TRIUMF-тың нейтральді атом тұзағы, радиоактивті атомдардың ыдырау өнімдерін зерттеуге мүмкіндік беретін, өте кішкентай кеңістікте, жоғары вакуумда ұсталып тұратын нейтральді атомдар жиынтығын қамтиды.
ISAC-II қондырғысы
ISAC II қондырғысында өндірілген сирек изотоптық сәулелер төмен энергиялы сәуле тасымалдауы (LEBT) электростатикалық сәуле желісі арқылы тасымалданады және ауыстыру станциясы арқылы төмен энергиялы тәжірибелік аймаққа немесе ISAC I орта энергиялы тәжірибелік аймақтағы бөлме температурасындағы үдеткіш құрылымдарға жіберіледі. Жоғары энергия беру үшін дрейфтік түтік линагының (DTL) сәулесі Кулон тосқанылынан (5–11 МэВ/u) асып түсетін үдеу үшін ISAC II суперөткізгіш сызықтық үдеткішіне (SC linac) S иілісімен солтүстікке бұрылады. TRIUMF 2001 жылы суперөткізгіш үдеткіш технологиясын әзірлеуді бастады және қазір бұл салада жетекші болып табылады, оның үдету градиенті (төмен бетада) басқа жұмыс істеп тұрған қондырғылардан едәуір жоғары. ISAC II-дегі тәжірибелерге:
ЭММА
Электромагниттік массалық анализатор (EMMA) (аяқталу күні 2016 жыл) – TRIUMF-тің ISAC II кешені үшін кері импульстік массалық спектрометр. ISAC II халықаралық ғалымдарға ядролық құрылым және ядролық астрофизиканы зерттеу үшін 150 атомдық масса бірлігіне дейінгі массасы бар радиоактивті иондардың қарқынды шоқтарын ұсынады. Бұл шоқтардың энергиясы үдетілетін нақты ядроларға байланысты болады, бірақ ең жоғары жылдамдық әдетте жарық жылдамдығының 10–20% құрайды.
ГЕРАКЛ
Бұрын Chalk River/Laval массиві деп аталған HERACLES 150 сцинтилляторлық детекторлардан тұрады, олар дерлік 4π кеңістікті қамтиды. Соңғы он жылда ол орташа энергияларда (10-тен 100 MeV/A-ға дейін) көп фрагменттеуді зерттеу үшін оннан астам экспериментте қолданылды.
ТИГРЕС
TRIUMF ISAC гамма сәулелерінен қашып шығуын басатын спектрометрі (TIGRESS) – ISAC II суперөткізгіш сызықтық үдеткішімен үдетілген радиоактивті иондық сәулелерді пайдалана отырып, ядролық физика зерттеулерінің кең ауқымды бағдарламасы үшін жасалған, заманауи гамма сәулелер спектрометрі.
ISAC-I/II
Төменде тізілген тәжірибелер екі жайды да қолданады.
ТҮДА
Астрофизикалық маңызы бар ядролық реакцияларды зерттеуге арналған, қатты дене детекторларымен жабдықталған көп мақсатты кешен.
ТАКТИКА
Астрофизикалық маңызы бар реакцияларды зерттеуге толық жолдарды қайта құру қабілетіне ие иондау камерасы.
DSL
ТРИУМФ-тың Доплер эффектісі бойынша өмір сүру ұзақтығын зерттейтін құрылғысы, ядролардың қозу күйлерінің өмір сүру ұзақтығын өлшеуге арналған тәжірибелік орналым.
ATLAS Канадалық 1-деңгейлі деректер орталығы
CERN-дегі Үлкен адрондық коллайдердегі (LHC) ATLAS эксперименті зертханада қол жеткізілген ең жоғары энергиядағы протон-протон соқтығысуларын Хиггс бозонын – субатомдық бөлшектердің масса алуының қазіргі моделіндегі маңызды бөлшекті табу үшін пайдаланады. ATLAS сонымен қатар бөлшектер физикасының «стандартты модельден тыс» құбылыстарын, мысалы, суперсимметрияны, қосымша өлшемдерді және кварктардың құрамын іздейді. ATLAS детекторы секундына шамамен 900 миллион протон-протон соқтығысуынан пайда болатын бөлшектерді бақылайды. Жылдам электроника оқиғаларды сүзіп, тек ең қызығушылық тудыратын оқиғаларды ғана тіркейді, бірақ ATLAS жылына 3,5–5,0 петабайт дерек өндіреді (бір петабайт – бір миллион гигабайт). Бұған қоса, өндірілген дерек көлемін екі есеге арттыра алатын қосымша дерек жиынтығы жасалады. Осы үлкен көлемдегі ақпаратты талдау үшін CERN үлкен халықаралық желіні үйлестіреді. Бұл желі Дүниежүзілік LHC есептеу желісі (WLCG) деп аталады. ТРИУМФ орналасқан Канаданың 1-деңгейлі дерек орталығы әлемдегі басқа ATLAS 1-деңгейлі орталықтарының тоғызымен бірлесіп, эксперименттен алынған шикі деректерді өңдейді. Сонымен қатар, Канадада және шетелдегі университеттерде орналасқан 2-деңгейлі орталықтар 1-деңгейлі талдау нәтижелерін одан әрі өңдеуге және деректерден жаңа физикалық нәтижелер алуға қолданылады. 2-деңгейлі орталықтар сондай-ақ ATLAS-тың компьютерлік симуляцияларын жүргізудің негізгі орталықтары болып табылады, бұл деректерді талдаудың маңызды бөлігі болып есептеледі.
Молекулалық және материалдық ғылым орталығы
ТРИУМФ молекулалық және материалдар ғылымы орталығында (CMMS) материалдардың құрылымын зерттеу үшін субатомдық бөлшектерді қолданады. Басты әдістер – μSR және β NMR.
μSR
TRIUMF μSR деп аталатын әдіс қолданады, бұл жартылай өткізгіштер, магниттер және суперөткізгіштер сияқты материалдарды зерттеуге мүмкіндік беретін қуатты құрал. Оң мюондардың сәулелері жасалады, олардың спиндері бір бағытта бағытталған. Бұл сәулелер материалға бағытталғанда, мюондар спиндері материалдағы жергілікті магниттік өрістердің әсерінен прецессия жасайды (қозғалып тұрған ойыншық сияқты дірілдейді). Тұрақсыз мюондар тез арада позитрондарға ыдырайды; осы антиэлектрондар мюон спинінің бағытында шығарылатындықтан, μSR ғалымдары позитрондардың шығу бағыттарын бақылап, әртүрлі материалдардың ішкі магниттік өрістері мюон спиніне қалай әсер ететінін анықтай алады.
β-NMR
β-талдалған ЯМР – ядролық магниттік резонанстың (ЯМР) экзотикалық түрі, онда ядролық спин прецессия сигналы радиоактивті ядроның бета-ыдырауы арқылы тіркеледі. Зерттелетін басты мәселе – жаңа материалдардың интерфейсі немесе беті маңындағы жергілікті электрондық және магниттік қасиеттердің (мысалы, жоғары Tс суперөткізгіштің) көлемдік қасиеттерден қалай ерекшеленетінін анықтау.
Детektorды әзірлеу
TRIUMF бөлшектер және ядролық физика үшін детекторларды әзірлеуде алған тәжірибесін, Канада университеттерімен ынтымақтастықта, молекулалық және материалдық ғылымдар мен ядролық медицинаны қоса алғанда, жаңа детекторларды әзірлеуді қолдау үшін пайдаланады. TRIUMF-тің Ғылым және технология департаменті механика, сервистік қызметтер, алдыңғы электрондық құрылғылар, цифрлық сигналды өңдеу және деректерді жинауды қамтитын толық детектор жүйелерін жобалайды және құрастырады.
Ядролық медицина зертханалары
ТРИУМФ ядролық медицина бағдарламасының негізі – позитрондық эмиссиялық томография немесе ПЭТ бейнелеуі, бұл әдіс радиоизотоптар деп аталатын радиоактивті ядролардың өте аз мөлшерін белгілі бір биомолекулалармен біріктіріп, денеге енгізуді қамтиды. Биомолекулаларды денеден тыс бейнелеу арқылы олардың ыдырау өнімдерін – (позитронның эмиссиясы арқылы радиоактивті ядроның ыдырауынан пайда болатын екі фотонды) «із басуға» болады. ПЭТ тірі денедегі кеңістік пен уақыт бойынша позитронмен белгіленген қосылыстардың концентрациясын санмен анықтауға мүмкіндік береді. ПЭТ, әсіресе қатерлі ісіктерді анықтауда, МРТ немесе КТ сияқты басқа бейнелеу әдістерінен гөрі әлдеқайда сезімтал. ТРИУМФ-тың ПЭТ бағдарламасының құрылымына радиоизотоптар өндіруге арналған циклотрон жүйелері, радиофармацевтикалық препараттарды синтездеуге арналған химиялық зертханалар және сапаны бақылау зертханалары кіреді. Қазіргі уақытта TRIUMF 18F, 11C және 13N өндіру үшін TR 13 медициналық циклотронын және мақсаттық жүйелерді пайдаланады. Радиофармацевтикалық өндіріс құрылыстарына 18F фтордеоксиглюкозаны (FDG) синтездеу үшін циклотрон жанындағы шағын модульді таза бөлме, BCCA үшін, сондай-ақ UBC-де ми зерттеулері мен басқа бағдарламаларда қолданылатын радиофармацевтикалық препараттарды өндіру және дамыту үшін үш химиялық қосымша зертхана кіреді. Тынық мұхиты Паркинсон зерттеу орталығы (PPRC) – орталық жүйке жүйесінің ауруларын зерттейтін TRIUMF/UBC бірлескен бағдарламасы. Зерттеулердің шамамен 80% Паркинсон ауруымен, ал қалғаны көңіл күйдің бұзылуымен және Альцгеймер ауруымен байланысты. Бағдарлама аурудың пайда болуын, прогрессирлеуін және емдеуін, сондай-ақ молекулалық бейнелеуді негізгі құрал ретінде пайдалана отырып, емдеуден туындаған асқынуларды зерттеді. BCCA-дағы Функционалдық бейнелеу бағдарламасы – агенттік, TRIUMF, UBC және BC балалар ауруханасы арасындағы ынтымақтастық. BC провинциялық денсаулық сақтау қызметтерінің жаңа технологиялар қоры арқылы алынған қаржы 2004 жылы провинцияның алғашқы гибридті ПЭТ/КТ сканерін сатып алуға мүмкіндік берді. BCCA Ванкувер орталығында орналасқан клиникалық ПЭТ/КТ бағдарламасы TRIUMF-тың 18F, 18F фтордеоксиглюкоза (FDG) өндірісінде қолданылатын позитрон шығаратын радионуклидін жеткізуі арқасында мүмкін болды. FDG, глюкоза метаболизмін көрсететін маркер ретінде, онкологиялық ПЭТ бейнелеуінде қолданылатын трассер болып табылады, бұл диагностикалық зерттеу көптеген қатерлі ісіктерді басқаруда стандартты күтімге айналған.
Протондық және нейтрондық сәулелендіру қондырғылары
1995 жылдан бастап TRIUMF ғарыш немесе жердегі радиациялық әсерді модельдеу үшін төмен интенсивті, жоғары энергиялы протон және нейтрон сәулелерін қамтамасыз ететін бірнеше сәуле желілерін құрды. Тіпті төмен интенсивтілікте, осы сәулелерге бірнеше минуттық әсер ғарышта, ауада немесе жерде жұмыс істеудің жылдарына тең келеді, соның арқасында электрониканы үдетілген сынақтан өткізуге болады. Бұл TRIUMF нысандары, PIF және NIF, протондарды қолдана отырып, ғарыш радиациясының әсерін тексеру үшін жетекші сынақ алаңдары ретінде танылды. Сондай-ақ, осы протондарды пайдалану арқасында ұшақ биіктігінде және жер бетінде кездесетіндей нейтрон энергия спектрін жасау мүмкін болғандықтан, нейтрондармен сынақ жүргізу де мүмкін. Протонды пайдаланушылардың көп бөлігі – MDA Corporation сияқты Канаданың ғарыш саласындағы компаниялары, ал нейтрондарды негізінен авиация, микроэлектроника және байланыс құралдарын сынау үшін халықаралық компаниялар қолданады, мысалы The Boeing Company немесе Cisco Systems, Inc.
Сонымен қатар, сәуле желілерінің бірі BC Cancer Agency және UBC Офтальмология бөлімімен бірлесіп жұмыс істеген Протондық терапия орталығында көздің меланомасын емдеу үшін қолданылды. Протондық емге қол жеткізілгенге дейін, көзді алып тастау ең көп қолданылатын шара болатын. Басқа мүмкін емдеулерге ісікті хирургиялық жолмен алып тастау (мұның шектеулері бар) немесе ісіктің астындағы көз қабырғасына бірнеше күнге радиоактивті дискіні орнату кіретін. Бұл баламалар үлкен ісіктерге жарамсыз болды және көздің сезімтал бөліктеріне зақым келтіріп, көру қабілетінің жоғалуына әкелуі мүмкін. Алайда, протондық терапиядан кейін пациенттер көру қабілетін сақтап қалады. Протондар көзге мұқият бақыланатын энергиямен еніп, ішінде нақты, болжамды қашықтықта тоқталады. Олар қозғалыс энергиясын (кинетикалық энергияны) өте тар қабатқа шоғырландырады, сол қабаттағы тірі жасушаларды жояды. Протон сәулесінің өте шоғырланғандығы және энергиясын болжамды түрде жеткізуінің арқасында, біз ісікті сәтті жоя аламыз, сонымен бірге көздің басқа жақын бөліктерін жақсы сақтаймыз. TRIUMF-тағы протондық терапия бағдарламасы 2019 жылы тоқтатылды.
Сыртқы ғылыми ынтымақтастық
TRIUMF сонымен қатар әлемнің түкпір-түкпірінде орналасқан үлкен бөлшектер физикасы эксперименттері үшін детекторлар мен жабдықтарды әзірлеу және құрылыс жұмыстарына қатысады.
АЛФА
Халықаралық ALPHA ынтымақтастығы, антигидрогенді ұстауға бағытталған және CERN-де жүргізілетін тәжірибелерге қатысты, TRIUMF мүшелерін қамтиды. ТРИУМФ зерттеушісі доктор Макото Фудживара басқаратын ALPHA Канада тобы, антиматерияны түсінудегі CERN-дегі ALPHA тобымен бірлескен жұмысы үшін 2013 жылғы NSERC Джон C. Поланьи сыйлығымен марапатталды. Канадалық командаға Британ Колумбия университетінен (UBC), Саймон Фрейзер университетінен (SFU), Калгари университетінен, Йорк университетінен және TRIUMF-тан плазма, атом, конденсирленген зат, бөлшектер, детекторлар және үдеткіштер физикасы салаларында жұмыс істейтін оннан астам ғалым мен студент кірді.
КЕК
TRIUMF Жапонияның KEK ұйымымен ұзақ жылдан бері ынтымақтастықта болып келеді, және 2015 жылдың желтоқсанында бұл қарым-қатынас одан әрі күшейді. Осы кезде екі ұйым да физикалық зерттеулерін дамыту мақсатында бір-бірінің мекемелерінде филиалдар ашатыны жарияланды.
Үлкен адрондық коллайдер
TRIUMF акселератор физиктері, инженерлері және техникалық қызметкерлері акселератордың маңызды бөліктерін жобалау және құрастыру бойынша бірегей тәжірибеге ие, мысалы, ATLAS детекторы үшін сұйық аргонды ұшқыш қақпақ калориметрлерін жинау. Сонымен қатар, TRIUMF LHC үшін бірнеше магниттер мен қуат көздерін салуға және сатып алуға қатысты. Нәтижесіндегі акселераторға жасалған үлес жобаға Канаданың инвестициясының қажетті бөлігі болды. TRIUMF-та сондай-ақ Канада Инновациялар қоры қаржыландырған ATLAS Canada Tier 1 дерек орталығы орналасқан. Бұл орталық эксперименттен алынған шикі деректерді канадалық және шетелдік зерттеушілер талдау алдында алдын ала өңдейді. Бұдан бөлек, ол жергілікті детектор сарапшыларына толықтай калибрлеу және мониторинг жүргізу үшін шикі деректерге қол жеткізуге мүмкіндік береді.
СНО
TRIUMF алғаш рет Sudbury Neutrino Observatory (SNO) жобасына инженерлік көмек қажет болғанда белсенді түрде қатысты. ТРИУМФ-тың жобалау бөлімі мен машина жасау шеберханасы детектордың маңызды құрамдас бөліктерін жасады. Бұған қоса, ТРИУМФ ғалымдары нейтрино осцилляциясын (тербелісін) ашқандығы үшін 2015 жылғы физика саласындағы Нобель сыйлығымен және 2016 жылғы фундаменталды физика сыйлығымен марапатталған жобаға қатысты.
SNOLAB
ТРИУМФ SNOLAB-та бірқатар жобалармен айналысады. Назар аударуға лайық мысалдардың қатарында гелий және қорғасын обсерваториясы (HALO) – бұл суперновалық нейтрино детекторы, ол SuperNova ерте ескерту жүйесінің (SNEWS) құрамына кіреді, сондай-ақ аргон импульсі пішіні бойынша ажырату (DEAP) технологиясын қолданатын қара материя эксперименті (WIMP) детекторы, қазіргі кездегі ең сезімтал әлсіз өзара әрекеттесетін массивті бөлшек детекторы болып табылады.
T2K
TRIUMF Жапониядағы T2K (Токайдан Камиокаға дейін) нейтрино тербелісі экспериментінің құрамына кіреді. TRIUMF T2K жақын детекторы үшін уақыт проекция камерасын және пластикалық сцинтилляторлардан құралған ұсақ бөлшекті детекторларды жасауға қатысады, бұл нейтрино сәулесінің қасиеттерін Токайдағы өндіріс орнында өлшеуге мүмкіндік береді, одан кейін нейтринолар 295 км қашықтықтағы Камиокаға дейін жетеді, осы қашықтықта нейтрино тербелістерінің орын алуы күтілуде.