Bedřich Rus Fyzikální ústav AVČR, v.v.i. Praha 8. Mezinárodní laserové centrum ELI (Extreme Light Infrastrucure)

Transkript

1 Bedřich Rus Fyzikální ústav AVČR, v.v.i. Praha 8 Mezinárodní laserové centrum ELI (Extreme Light Infrastrucure)

2 ELI: projekt nejintenzivnějšího laseru na světě Světeln telné pulsy s energií ~kj a délced několika femtosekund Světelný puls 5 femtosekund = 5x10-15 s Rentgenové záření UV záření Gama záření ELI: intenzita v ohnisku 5x10 24 Wcm -2 Elektrony Protony Nabité částice Délka pulsu v prostoru = 1.5 µm Pozn.: lidský vlas = cca 100 µm ELI = Slunce vyzařující veškerý svůj výkon (4x10 26 W) z plochy cca 10x10 cm!!! Revolučně nové zdroje sekundárn rního zářenz ení a částic

3 ELI: základní výzkum a technologické aplikace Rentgenové & gama zdroje, laboratorní astrofyzika Urychlování protonů (1 GeV) Urychlování elektronů (10 GeV, 10 nc) Vývoj nanotechnologií & materiálů prp fotoniku Vývoj a diagnostika materiálů a biomolekul Vývoj lékařských diagnostik a lékařských technologií

4 ELI: základní výzkum a technologické aplikace ELI: jeden z projektů Roadmap ESFRI (European Strategic Forum for Research Infrastuctures) Časový horizont: Přípravná fáze ELI-PP (Preparatory Phase) Září října 2009 ČR podává oficiální přihlášku jako kandidát na umístění ELI Mezinárodní řídící výbor (Steering Committee) projektu ELI dává mandát ČR zahájit stavbu infrastruktury ELI-Beamlines 12.listopadu 2009 Podána přihláška do výzvy OP VaVpI PO1 polovina 2010 Kompletace stavebních plánů (TDR -Technical Design Report) Stavba, osazování technolgií 2015 Uvedení do provozu Investiční náklady: 6.9 mld Kč. Euro ELI bude výzkumné centrum s mezinárodním statutem: European Research Infrastructure Consortium (ERIC) Provozní náklady budou zčásti pokrývány partnerskými zeměmi (Německo, Británie, atd.)

5 ELI laserové systémy (projektované schéma) Oscillators + PFS preamps 1 khz 10 mj/ 1kHz/ < 6fs Booster amp 1 PFS technology DPSSL pump Booster amp 2 PFS technology DPSSL pump 1 2J / 100 Hz / 15 fs Booster amp 3 PFS technology DPSSL pump Thin disk pump technology 1 2J / 100 Hz/ 15 fs 2x 200 mj /1 khz/10fs Power amp (2x) OPCPA 10J beamline DPSSL pump Power amp (2x) OPCPA 50J beamline DPSSL pump BACKUP Power amps Ti:Sapph >50J beamline Flashlamp pump Multislab pump technology 10 J / 10Hz 50 J / 10Hz 50 J / 0.1Hz Beam/pulse switchyard Applications (molecular, biomedical & material sciences) XUV / X ray generation e and p+ acceleration Plasma physics WDM 10 PW block (2x) OPCPA or Ti:Sapph Flashlamp pump 300 J / 0.1Hz High intensity test & user facility Exotic physics Upgradeable to >20 PW

6 Směry výzkumu v ELI Plasma-based XUV and X-ray sources (not specifically attosecond) Seeded high-energy XUV lasers, HHGs, plasma betatron, laser-plasma based FEL Electron, proton and ion acceleration Generation of GeV electrons, >1 GeV protons Programmatic applications in molecular, biomedical, and material sciences Time-resolved X-ray diffraction, fast pulse radiolysis, probing early events in interaction of ionizing radiation with matter, probing of diluted systems, femtochemistry, proton therapy Physics of dense plasma, high-energy-density-in-matter (HEDM) physics Laboratory astrophysics, WDM, energy transport in high Iλ 2 systems Exotic physics Experiments with focused intensities Wcm -2 Prototyping technologies for the high-intensity pillar 10 PW and multi-10-pw chains, compression & coherent superposition of multi-10-pw ultrashort pulse

7 Možnosti spin-off Stimulace vývoje pokročilých a inovativních technologií Příležitosti pro malé a střední firmy Příležitosti pro joint ventures mezi českými a zahraničními high-tech firmami Nové lasery pro průmysl a výzkum Vývoj nových materiálů Pokročilá fotonika a optika Nanotechnologie a mikrotechnologie Nové diagnostické technologie v lékařství Nové technologie pro protonovou terapii Aplikace ve farmaceutickém a chemickém průmyslu Vakuové technologie Kryogenní technologie Zákaznická elektronika, vývoj SW Kompaktní stolní urychlovače částic

8 Schéma využití - uživatelská struktura Prodej / nákup technologií Patentové licence nebo využití patentů, prodej nebo nákup zařízení a technologií, nákup vzorků Uživatelé experimentálního času Základní výzkum, nové technologie, vývoj kompaktních zdrojů rtg a částic pro materiálový výzkum a lékařské aplikace Spolupráce na vývoji technologií Lasery, optika, vakuová technika, kryogenní technika, nanomateriály, lékařské technologie, vývoj software, řídící elektronika Nové vědecké výsledky Nové technologie Duševní vlastnictví Studentské a PhD programy Inovační postupy

9 Beamline Facility infrastructure design 1st floor: Pump systems Ground floor: Lasers Underground floor: Target areas

10 ELI: struktura laserů a výzkumných pracovišť 1. patro: Technologické systémy High I section Beamlines 50 J Oscillator & booster amps Přízemí: Lasery Beamlines 10 J High I compressors Exotic physics Plasma physics Material and biological applications X ray sources nd e a p+ o rati e l e acc n Podzemní patro : Experimentální prostory, optické kompresory 10 PW svazků

11 Vnitřní struktura ELI Podrobné inženýrské projekční práce probíhají

12 ELI: architektonický návrh

13 Umístění ELI: Dolní Břežany, StČ kraj Dolní Břežany Snadná dosažitelnost z letiště (podmínka mezinárodního centra) Synergie s projektem BIOCEV (rtg zdroje na ELI: možnosti ekvivalentní synchrotronu) Příznivé geologicképodmínky Dobrá dopravní obslužnost z Prahy a Středo edočeského kraje, přímép napojení na D1

14 14 výzkumných ústavů a univerzit Konsorcium ELI-CZ Karlova univerzita, ČVUT, Technická univerzita Liberec, Univerzita Palackého Olomouc, VŠCHT Praha, ČZU Praha, Západočeská univerzita Plzeň, Jihočeská univerzita, Univerzita Pardubice Fyzikální ústav, Ústav fyziky plazmatu, Ústav fyzikální chemie J.Heyrovského, Ústav přístrojové techniky, Ústav fyziky materiálů Spolupráce na přípravě projektů ve femtochemii, femtobiologii, fyzice plazmatu, urychlování elektronů & iontů, lékařských aplikací, optických technologií

15 Děkuji vám za pozornost