fundație |
1967 (convenție) 1971 (infrastructură) |
---|
Tip | institut de cercetare |
---|---|
Domeniu de activitate | Știința și tehnologia neutronilor |
Scaun | Grenoble |
Țară | Franţa |
Informații de contact | 45 ° 12 ′ 21 ″ N, 5 ° 41 ′ 32 ″ E |
Efectiv | 523 (2019) |
---|---|
Direcţie | Helmut Schober |
Afiliere | CEA , CNRS |
Site-ul web | www.ill.eu/fr |
TVA europeană | FR01779555887 |
---|
Institutul Laue-Langevin (ILL), numit în onoarea fizicienilor Max von Laue (fizician german) și Paul Langevin (fizician francez) este o organizație internațională de cercetare situată pe poligonul științific din Grenoble și care a simbolizat încă de la crearea sa în 1967, Reconciliere franco-germană.
Acest institut specializat în știința și tehnologia neutronilor operează un reactor cu flux ridicat, iar finanțarea acestuia este asigurată de treisprezece țări. Lucrând în principal în domeniul fizicii și medicinei particulelor, primește în fiecare an 1.500 de oameni de știință din patruzeci de țări, oferind cele mai intense fascicule de neutroni din lume, precum și aproximativ patruzeci de instrumente științifice de înaltă tehnologie. Acesta va fi egalat de viitoarea sursă europeană de spalație în jurul anului 2025.
După semnarea Tratatului de pe Elisee din 1963, a fost semnat un acord interguvernamental de cooperare științifică între Franța și Germania19 ianuarie 1967pentru a construi un reactor de cercetare nucleară . Locul ales simbolizează reconcilierea franco-germană, deoarece Grenoble este una dintre cele cinci comune franceze Companion of the Liberation , încă marcată de actele sale de rezistență. În plus, numele rue des Martyrs în care urmează să fie instalată clădirea amintește de un mormânt comun cu 48 de cadavre descoperite înAugust 1944pe zona de artilerie după plecarea trupelor germane. Lucrările au început în 1968 și anul următor a fost construit reactorul . Cu exceptia13 februarie 1970, locul a fost marcat de un accident tragic în care cinci muncitori au fost uciși și alți doi răniți grav în prăbușirea parțială a acoperișului. Lucrarea a fost finalizată la mijlocul anului 1971 , iar reactorul a intrat pentru prima dată în divergență cu privire31 august. Puterea sa este maximă pornită16 decembrie.
Francezul Louis Néel și germanul Heinz Maier-Leibnitz au o influență decisivă în proiectarea și producția acestui instrument destinat cercetării neutronilor. Maier-Leibnitz a preluat conducerea institutului în tandem cu fizicianul francez Bernard Jacrot până în 1972, primul an de utilizare a reactorului. Când a fost comandat în 1971, sculptorul Jean-Robert Ipousteguy a realizat o sculptură monumentală în fața institutului numită Omul forțând unitatea . După negocieri foarte lungi, cele două țări fondatoare au fost alăturate19 iulie 1974de Regatul Unit .
În martie 1991, fisuri observate pe componente din oțel au forțat oprirea reactorului, ducând la decizia de a înlocui complet reactorul. Vasul cu reactor de 7,7 metri înălțime a fost fabricat în Germania și a ajuns la Grenoble la începutul anului 1994, unde a fost instalat în piscina sa de 18 metri adâncime. Divergența care apare la6 ianuarie 1995. În același timp, institutul devine puțin mai european, înființându-se parteneriate științifice cu alte state: Spania în 1987, Elveția în 1988, Austria în 1990, Italia în 1997, Cehia în 1999, Suedia în 2005, Belgia și Polonia în 2006, Danemarca și Slovacia în 2009. Ungaria s-a alăturat din 2005 până în 2013, India din 2011 până în 2014.
De-a lungul anilor, cercetătorii au creat dispozitive inovatoare menite să răcească, să încălzească sau să comprime probele studiate, dar și să le aplice câmpuri magnetice puternice.
19 ianuarie 2017, are loc o ceremonie la World Trade Center Grenoble în fața ambasadorilor statelor membre și a secretarului de stat pentru cercetare Thierry Mandon , pentru a sărbători cea de-a 50- a aniversare de la crearea institutului. Președintele metropolei, Christophe Ferrari , are ocazia să precizeze că ILL reprezintă 600 de publicații științifice pe an și că cele 100 de milioane de euro din bugetul său anual sunt injectate în economia locală.
Institutul este situat pe poligonul științific din Grenoble , de unde ideea la mijlocul anilor 2000 de a crea campusul de inovare GIANT ( Grenoble Innovation for Advanced New Technologies ). ILL este un membru fondator al parteneriatului Grenoble GIANT care își propune să facă din acest district al doilea campus Grenoble după cel al zonei universitare Grenoble situate în Saint-Martin-d'Hères . ILL este membru al institutului de cercetare tehnologică Nanoelec, precum și al EIROforum , o colaborare între opt dintre cele mai mari infrastructuri europene de cercetare.
ILL își împărtășește site-ul cu instalația europeană de radiație a sincronului ( ESRF ), Laboratorul european de biologie moleculară (EMBL) și Institutul pentru biologie structurală (IBS). Aceste patru organizații, dintre care trei sunt europene, alcătuiesc Campusul științei europene pentru fotoni și neutroni .
10 noiembrie 2017, odată cu inaugurarea la ESRF vecin a celui mai eficient criomicroscop din lume în ceea ce privește rezoluția, ILL are un instrument capabil să studieze molecule care erau încă dificil de observat până acum și care va face posibilă găsirea de soluții împotriva epidemiilor umane.
În 2018, directorul Institutului Laue-Langevin a anunțat un nou parteneriat între institutul său, vecinul său ESRF și compania germană OHB-System specializată în sectorul spațial. Capacitățile acestor centre de cercetare în caracterizarea materialelor vor permite acestui sector de ultimă generație să facă progrese tehnice mari.
În legătură cu sincrotronul învecinat, instruirea anuală este asigurată de către Universitatea din Grenoble-Alpes și Institutul Politehnic din Grenoble studenților, post-doctoranților și oamenilor de știință internaționali în domeniul neutronilor, al radiației sincrotronului, precum și în fizica materiei condensate. Purtând numele de Hercules, acronimul în limba engleză al cursului de cercetare europeană superioară pentru utilizatorii de sisteme experimentale mari , această pregătire teoretică și practică de o lună există din 1991 și primește 80 de studenți instruiți de 150 de profesori pentru a înțelege și utiliza aceste elemente foarte sofisticate. instrumente.
În 2000, institutul a lansat un program de modernizare a echipamentelor și detectoarelor sale, numit Programul Mileniului. Inițial între 2001 și 2008, au fost instalate șase noi instrumente științifice și alte opt au fost modernizate. În al doilea rând, între 2008 și 2016, au fost instalate patru instrumente noi și alte patru modernizate. Aceste două faze împreună reprezintă un buget de 75 de milioane de euro și au făcut posibilă creșterea factorului de eficiență al instrumentelor cu un factor de 25. În 2016, pentru a menține cel mai bun nivel de cercetare globală și a oferi noi posibilități în domenii. de magnetism, știința materialelor, materia moale, biologie și fizica particulelor ( spectroscopie gamma , neutroni ultra-puri), institutul lansează un nou plan de modernizare numit Endurance, care va avea loc în două faze până în 2023.
Acesta include un reactor de cercetare , Reactorul cu flux înalt (RHF, INB nr. 67) cu o putere de 58 MW, moderat cu apă grea , utilizat pentru a produce fascicule de neutroni . Acestea permit ca materialul să fie sondat cu o mare putere de penetrare, dar nedistructivă. Ele sunt, de asemenea, sensibile la câmpul magnetic și la atomii de lumină, cum ar fi hidrogenul , un element esențial în cercetarea probelor biologice sau a materialelor plastice. Este cea mai intensă sursă de neutroni din lume și, prin urmare, este un instrument științific de prim rang pentru comunitatea internațională. De la sfârșitul anului 2015, securitatea sa a fost asigurată de drone, inclusiv pe timp ploios sau cu rafale de vânt de 60 km / h.
Aproximativ patruzeci de instrumente științifice sunt amplasate în jurul nucleului reactorului, permițând aplicații variind de la fizica fundamentală la biologie, inclusiv cristalografia, chimia și știința materialelor.
Institutul Laue-Langevin este un institut de servicii: rolul său principal este de a oferi timp de fascicul de neutroni oamenilor de știință în vizită pentru experimentele lor. Aceștia obțin acest timp de transmisie, furnizarea de echipamente adecvate și expertiza oamenilor de știință și a tehnicienilor la fața locului, după acceptarea propunerii lor de experiență de către un comitet de experți științifici. Aproximativ una din două experiențe fiind reținute.
Peste 90% din experimente sunt efectuate de cercetători care provin dintr-un institut, centru de cercetare sau universitate din una dintre țările care finanțează institutul. Selecția experimentelor se face pe baza calității propunerilor de către un comitet internațional. Ponderea Franței este de aproximativ o treime.
Oamenii de știință ILL au un rol triplu. Servicii pentru utilizatori, de la pregătirea experimentului până la prelucrarea datelor sale, dezvoltarea permanentă a instrumentelor și echipamentelor științifice, cercetare în contul lor. De asemenea, au abilități duale în domeniul lor de expertiză (magnetism, fizica particulelor , biologie etc.) și în neutronică .
După accidentul nuclear de la Fukushima , ILL a decis să îmbunătățească siguranța locului său și, în special, să consolideze protecția de urgență a alimentării cu energie electrică. Astfel, compania AEG a fost aleasă în 2015 ca furnizor de sisteme de alimentare cu energie electrică care respectă standardele nucleare. Îniulie 2016, ILL achiziționează o dronă de supraveghere capabilă să detecteze radioactivitatea pe o rază de nouă kilometri, inclusiv în ploi abundente. După anunțarea în 2015 a întreruperii curentului la reactorul francez Orphée de la Saclay și închiderea acestuia în 2019, ILL va deveni singura sursă franceză de neutroni la acea dată.
17 mai 2017, un element combustibil uzat a rămas blocat în capota sa de manipulare în timpul transferului său la piscină, provocând declararea unui incident nuclear de nivelul unu pe o scară de opt.
Rezultatele ILL sunt diseminate pe scară largă în reviste științifice internaționale, dar unele rezultate ale cercetărilor pot fi disponibile pe canalul ILL YouTube .
În fizica teoretică, utilizarea neutronilor permite cercetarea în multe domenii. Îndecembrie 2014, Cercetătorii de la Institutul Laue-Langevin asociați cu cei ai Universității din Göttingen își publică rezultatele în revista Nature despre descoperirea celei de-a 17- a forme de gheață , cea a XVI-a . Pentru a descoperi particule încă ipotetice, cum ar fi axiile , experimentele se desfășoară la Institutul Laue-Langevin prin spectroscopie de rezonanță gravitațională constând din sărituri de neutroni ultra-reci de-a lungul unei oglinzi pentru a le observa stările cuantice de energie.
În 2016, institutul a fost locul unui experiment pentru a verifica dacă neutronii pot trece din universul nostru într-un univers paralel , dar experimentul nu a fost concludent. Rezultatele obținute sunt însă arhivate pe site-ul arXiv . Alte experiențe similare ar putea fi repetate în viitor.
În Mai 2016, experimentul STEREO (oscilația reactorului steril) care constă în descoperirea existenței unui nou constituent elementar al materiei, un tip de neutrino numit neutrino steril , are loc în incinta institutului. Proiectat la IRFU din Saclay și rezultatul unei colaborări internaționale, dispozitivul general de aproximativ 93 de tone de ecranare în jurul unui detector care măsoară 3 m pe 2 m și 1,5 m înălțime, este poziționat în apropierea reactorului în timpul verii și ar trebui să dea primele rezultate spre sfârșitul anului. Experimentul care oferă prima campanie de date între11 noiembrie 2016 si 12 martie 2017ar putea demonstra prin oscilația neutrinilor la distanță mică, existența unei a patra stări de neutrini. Specificitatea STEREO în comparație cu alte experimente similare efectuate în întreaga lume provine din faptul că miezul reactorului este foarte compact. Dar sunt necesare alte campanii de măsurare pentru a confirma sau respinge oscilația cu certitudine. Înmartie 2019Prezentarea noilor rezultate privind analiza 65.000 neutrini tinde să infirme existența unei 4 - lea neutrino steril spus ar explica deficitul de neutrini observate de la reactoarele nucleare. Cu toate acestea, analizele continuă până în 2020 pentru a confirma această tendință.
În 2017, ILL a dezvăluit în revista științifică Nature colaborarea sa cu universitățile europene privind căutarea magneților moleculari care ar putea fi utilizați în viitor pentru calculul cuantic .
ILL este, de asemenea, locul unde se observă decăderea (dispariția) neutronilor din sticle cu pereți magnetici pentru a determina cât de mult poate trăi un neutron în afara unui atom. Dar, în mod neașteptat, diferențele semnificative și inexplicabile de 8,4 secunde între două tipuri de experimente îi determină pe cercetători să lege această dispariție de materia întunecată . Cu toate acestea, înMai 2018, fizicianul William Marciano (de) se îndoiește de această legătură între dispariția neutronilor și materia întunecată. În viitor, experimentul PERKEO III realizat la ILL ar putea decide viabilitatea decăderilor neutronii exotici.
Ca parte a înțelegerii materiei întunecate și a energiei întunecate , un studiu realizat în 2018 de Universitatea din Viena folosește sursa de neutroni ultra-reci "PF2" din ILL pentru a determina existența unei particule ipotetice numite simetron. Dar experimentul extrem de precis ( 2 × 10 −15 eV ) și efectuat pe o sută de zile nu permite demonstrarea acestor particule. Cu toate acestea, pentru fizicieni este încă prea devreme pentru a exclude complet existența lor și doar alte experimente vor putea în cele din urmă să o facă.
În domeniul sănătății umane, datorită instrumentelor avansate de împrăștiere a neutronilor, echipe din ILL și Universitatea din Chicago au arătat în 2013 că încărcătura nanoparticulelor de aur influențează modul în care interacționează aceste nanoparticule cu peretele exterior care protejează celulele. Fulgii de aur încărcați pozitiv pătrund adânc în peretele exterior al celulei și îl distrug în timp ce, dimpotrivă, încărcați negativ, fulgii de aur stabilizează membrana celulei. În 2017, în Statele Unite au avut loc studii clinice de fototerapie cu nanoparticule de aur, sugerând o terapie promițătoare.
Dendrita Soma Axon Miezul Nod Ranvier Terminarea axonală Celula Schwann Myelin |
Tehnica de difracție a neutronilor asupra materiei a făcut posibilă în 2014 studierea structurii mielinei cu mare precizie la nivelul ILL și înțelegerea patologiilor straturilor care înconjoară nervii. Folosind un izotop de apă (apă grea D 2 O), cercetătorii de la Boston College au putut determina viteza de mișcare a apei în teaca de mielină. Rezultatele au arătat că schimbul de apă în sistemul nervos periferic a fost aproape de două ori mai rapid decât în sistemul nervos central .
O publicație în revista Proceedings of the National Academy of Sciences of27 aprilie 2015informează că o colaborare internațională la care au participat cercetători din ILL a arătat că mișcarea moleculelor de apă ar putea constitui un marker indirect al prezenței fibrelor amiloide tau. Deoarece aceste fibre sunt direct implicate în dezvoltarea bolii Alzheimer , detectarea lor ar putea permite astfel un diagnostic precoce al bolii.
De radioizotopi produse în reactorul institutului sunt utilizate în medicina pentru tratamentul cancerului. Acesta este cazul terbiului , un pământ rar care produce radiații alfa, beta sau gamma și chiar electroni Auger . Acesta este, de asemenea, cazul cu 177 Lu cu o perioadă de 6,7 zile, produsă pentru o companie privată în 2016, ar trebui să fie utilizat în lupta împotriva cancerului intestinal.
În 2018, enzima PKG II (proteina kinază G II) asociată cu cancer de stomac și osteoporoză , precum și procesul de activare a acesteia au fost observate în detaliu pentru prima dată, datorită cristalografiei cu neutroni utilizată. Rezultatele acestei colaborări globale care vor avansa înțelegerea acestor mecanisme ar trebui să ducă la dezvoltarea de noi medicamente împotriva acestor două boli.
În aprilie 2020, ESRF , IBS și EMBL vecine își unesc forțele cu ILL în lupta împotriva bolii coronavirus din 2019 .
În 2013, cercetătorii britanici și francezi au folosit fasciculele de neutroni ai institutului pentru a dezvolta o nouă metodă foarte fiabilă de vizualizare a amprentelor digitale lăsate pe suprafețele metalice.
În vara anului 2016, folosind o tehnică de imagistică cu radiații neutronice, o echipă de la Institutul de Biologie Structurală , Institutul Max-Planck pentru Biologie Celulară și Institutul Laue-Langevin a demonstrat că „o moleculă numită ectoină este utilizată de bacteria halomonas titanicae în epavă a Titanicului pentru a supraviețui presiunii osmotice pe care sarea apei o provoacă pe membranele sale. Această bacterie care mănâncă rămășițele căptușelii ar putea șterge treptat epava până în 2030.
În 2017, o echipă de cercetători de la Universitatea din Warwick asociată cu compania siderurgică Tata Steel a demonstrat, folosind instrumentul de imagistică a deformării ILL (SALSA), că punctele de sudură ale oțelului cu bor au o duritate redusă datorită căldurii de fuziune, afectând în mod direct viața materialului. Cercetătorii se angajează să găsească metode alternative de sudare pentru industria auto, cum ar fi sudarea cu impuls magnetic.
Fizicianul britanic Duncan Haldane, care a lucrat la institut din 1977 până în 1981, a primit Premiul Nobel pentru fizică în 2016 cu John M. Kosterlitz și David J. Thouless pentru munca lor privind tranzițiile de fază topologice în materie.
În 2010, institutul a angajat 489 de persoane, inclusiv 70 de cercetători, aproximativ 20 de doctoranzi, peste 200 de tehnicieni, 50 de personal administrativ și 60 de specialiști în operațiuni și siguranță. Personalul său număra în jur de 65% francezi, 12% germani și 12% britanici.
La 31 decembrie 2019, forța sa de muncă este de 523 de persoane, dintre care 70% sunt francezi, 7% germani și 6% britanici.
În fiecare an, aproximativ 1.500 de cercetători din 40 de țări folosesc sursa de neutroni ILL, pentru un total de aproximativ 800 de experimente pe an.
Mandat | Numele de familie | Tara de origine | Notă |
---|---|---|---|
1967-1972 | Heinz Maier-Leibnitz și Bernard Jacrot | Germania de Vest , Franța | mandat până în 1973 pentru Bernard Jacrot |
1972-1975 | Rudolf Mössbauer | Germania de vest | co-câștigător al Premiului Nobel pentru fizică în 1961 |
1975-1980 | John White | Regatul Unit | |
1980-1982 | Tasso Springer | Germania de vest | |
1982-1985 | Brian aripă | Regatul Unit | |
? | ? | ||
1989-1991 | Peter Day | Regatul Unit | |
1991-1995 | Jean Charvolin | Franţa | |
? | ? | ||
1998-2001 | Dirk Dubbers | Germania | |
2001-2006 | Colin Carlile | Regatul Unit | |
2006-2011 | Richard Wagner | Germania | |
2011-2014 | Andrew Harrison | Regatul Unit | |
2014-2016 | William stirling | Regatul Unit | director al ESRF din 2002 până în 2008 |
2016- | Helmut Schober | Germania |
În 2020, există trei țări membre asociate ale ILL, la care se vor adăuga unsprezece membri cu contribuții mai mici. Rusul a fost un membru asociat din 1996, înainte de culcare. India este , de asemenea , introdus în 2011 și sa retras în 2016. Ultima țară din AY fi introdusă este Slovenia , în august 2020.
Statele membre asociate și contribuția lor financiară în paranteze sunt:
Lor li se alătură asociați științifici care împart 25% din contribuție:
Odată cu procedura de retragere a Regatului Unit din Uniunea Europeană lansată înmartie 2017, Regatul Unit dorește să își continue colaborarea cu centre de cercetare precum Institutul Laue-Langevin, dar se întreabă cum să-și înlocuiască contribuția financiară.
Din 2014, accesul cu mașina se face printr-o nouă intrare la 71 Avenue des Martyrs, lângă institutul de biologie structurală . Cu mijloacele de transport în comun, institutul este deservit de capătul liniei de tramvai B , precum și de liniile de autobuz C6 , 22 și 54 .