science >> Wetenschap >  >> Fysica

Gepensioneerde MRI-scanner krijgt nieuw leven bij het bestuderen van de sterren

De magneet van de ex-MRI-scanner is helemaal uit Australië gereisd om te worden gebruikt in een experiment in de ISOLDE-faciliteit van CERN. Krediet:Karl Johnston/CERN

Een team van onderzoekers heeft met succes een magneet gehaald uit een ontmantelde MRI-scanner die wordt gebruikt door een Brisbane, Australië, ziekenhuis voor het scannen van patiënten, en gerecycled voor gebruik in een experiment in de ISOLDE-fabriek van CERN.

Het ISOLDE Solenoidal Spectrometer (ISS)-project zal instrumenten ontwerpen en bouwen om de kernreacties te onderzoeken die optreden wanneer sterren in supernova's exploderen.

De beslissing werd genomen om de 15 jaar oude magneet opnieuw in gebruik te nemen toen werd ontdekt dat het bouwen van een nieuwe bijna 1 euro kon kosten. 250, 000 CHF. In plaats daarvan, het hele proces van verzending en herinbedrijfstelling van de gepensioneerde MRI-magneet bedroeg ongeveer 160 000 CHF (€ 149,- 500).

"Het vinden van een geschikte MRI-magneet die tot een sterkte van 4 Tesla kan gaan, is niet eenvoudig, maar we hoorden over deze Australische magneet van onze medewerkers van het Argonne National Laboratory en het was precies wat we nodig hadden, " legt professor Robert Page uit, van de Universiteit van Liverpool, die met de magneet de internationale samenwerking leidt.

ISOLDE is de radioactieve ionenbundel van CERN, waar ze de verschillende eigenschappen van honderden atomaire isotopen bestuderen.

Toen de supergeleidende magneet eenmaal bij CERN was aangekomen, het cryogene team ging aan de slag om het te koelen met vloeibaar helium, om te zien of het nog steeds in staat was om de sterke velden te produceren die nodig waren voor het ISS-project.

Het project, zal stralen van radioactieve ionen opnemen, geproduceerd door zware kernen te bombarderen met protonen van de Proton Synchrotron Booster (PSB) op CERN, en vuur ze af op een zwaar waterstof (deuterium) doelwit in de magneet zelf. Terwijl de deeltjes op het doel worden afgevuurd, neutronen worden naar sommige deeltjes overgebracht om ionen te creëren met ongebruikelijke aantallen protonen en neutronen - dit zijn de exotische ionen die bij ISOLDE zijn bestudeerd.

Maar dit proces laat protonen zonder hun neutronenpartner. Het sterke magnetische veld van de MRI-magneet zorgt ervoor dat deze protonen achteruit spiraliseren en landen, slechts nanoseconden later, op een siliciumdetector.

Uit de positie van het proton op de detector en zijn energie, de energieniveaus van de exotische ionen kunnen worden bepaald. Op deze manier hoopt het team te begrijpen hoe de krachten in atoomkernen met verschillende aantallen protonen en neutronen aanleiding geven tot hun zeer verschillende eigenschappen, en hoe elementen worden gecreëerd door supernova's.