
爱德华兹加速器实验室的历史

俄亥俄大学的核物理学始于1962年,当时聘请了罗杰·芬利教授。最初的研究计划利用一个小型的150千伏的科克罗夫特-沃尔顿加速器来产生中子,该加速器位于一个旧的汽车车库中。然而,物理系有更雄心勃勃的计划。俄亥俄大学加速器实验室(OUAL)的建设始于1965年,并于1967年完工,资金由威廉希尔亚洲真人平台提供。此外,克利平格实验室,其中包括物理系和其他几个科学部门的其余部分,于1967年在校园附近完成。在这段时间内,核物理领域的其他教员也得到了聘用。


购买4.5 mv串联加速器是由美国原子能委员会于1967年授予俄亥俄大学的100万美元赠款资助的。首席研究员是雷·莱恩教授,他是最近被聘用的。加速器是由位于马萨诸塞州伯灵顿的高压工程公司制造的。这台机器的设计目的是提供高电流,由一个独特的“T”形结构组成,充电系统垂直运行,光束水平运行。加速器本身花了18个月的时间制造,10个多月的时间安装,第一次实验始于1971年。有趣的是,这种设计的唯一另一个加速器也安装在“雅典”——位于希腊雅典的国家科学研究中心“Demokritos”——它也仍在运行!


最初的研究计划集中在核结构上,特别强调涉及中子的实验技术。资金主要由原子能委员会(现在的能源部)和国家科学基金会提供。实验室里的科学家总是在寻找新的研究领域,特别是当加速器的独特能力可以被利用的时候。






该实验室最终被命名为约翰·e·爱德华兹加速器实验室,以纪念约翰·e·爱德华兹,他从1932年到1972年是物理系的一位坚定的教授,担任系主任,并获得了俄亥俄大学的杰出教授奖。许多人仍然通过最初的缩写OUAL来称呼该实验室。
从1978年开始,该实验室开始与俄亥俄大学骨科医学院合作,致力于研究癌症治疗的新方法。这项研究背后的想法是,在治疗某些类型的癌症时,中子束放射治疗可能优于传统的x射线和钴疗法。最近的医学物理学项目包括与威廉希尔亚洲真人平台立大学和麻省理工学院的研究人员合作,为硼中子捕获疗法提供基础数据。






1980年,该建筑自1967年建成以来进行了第一次建筑变化。利用俄亥俄大学1804基金、能源部和国家科学基金会的资金,在大楼东边的空地上建造了一条30米长的飞行时间隧道。还安装了由密歇根州立大学提供的旋转波束摆动磁铁。束流摆波器和隧道的结合使得用屏蔽良好的探测器来研究中子作为角度的函数。长飞行路径提供了极好的中子能量分辨率。

1987年,俄亥俄大学开始了一个凝聚态和表面科学的跨学科项目。该项目聘请了一名专门从事加速器材料研究的教师,并在加速器实验室建立了额外的研究能力。凯克薄膜分析设备在一套耦合的特高压室中集成了几种技术,为表面和薄膜的研究提供分析和制备设施。基于加速器的探针包括卢瑟福后向散射光谱、核反应分析、弹性反冲光谱、质子诱导x射线发射和离子通道。



核与粒子物理研究所(INPP)于1991年在俄亥俄大学成立,旨在促进该校核物理学的实验和理论研究。1994年,爱德华兹加速器大楼进行了扩建,增加了一个会议室、一个本科生实验室、一个电子商店和办公空间。这笔额外的资金来自俄亥俄大学的捐款和INPP通过间接回报产生的资金大致相等。大约在这个时候,该系更名为物理与天文系,以反映我们在天文学和天体物理学方面日益增长的教学和研究兴趣。

实验室的优势之一一直是专业实验设备的设计和建造,包括硬件,电气和计算机。这些发展是可能的,因为我们的校园位置,优秀的技术人员,以及其他部门资源,如我们的机械车间。该实验室为本科生和研究生提供了一个学习实验物理各个方面的良好环境,包括设计、制作、数据采集和分析。实验室基础设施还支持为在其他实验室进行的若干实验开发设备。

随着时间的推移,该实验室越来越多地接待来自大学和实验室以外的用户。这些用户经常被吸引到这里,因为我们在中子的产生和生产方面的能力和专业知识。一个特别的例子是中子射线照相术的发展,这是由劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家领导的。
爱德华兹加速器实验室多年来一直保持着很高的生产力水平,许多俄亥俄大学的教师在这里进行了很大一部分的研究。截至2012年7月,俄亥俄大学已经培养了76名实验核科学博士,其中58名涉及在俄亥俄大学进行的实验工作。一份博士生名单,他们的导师,和论文题目是在这一页的末尾给出的。曾在该实验室工作的四位俄亥俄大学教师Roger Finlay、Steve Grimes、Raymond Lane和Jacobo Rapaport获得了俄亥俄大学杰出教授奖。该奖项是俄亥俄大学教师可获得的最高永久性认可。
随着时间的推移,实验室的研究重点不断发展。核结构,特别是核的统计性质,仍然是一个重要的研究焦点。该实验室的一个相对较新的研究领域是核天体物理学,它涉及提供对核物理如何影响天体物理学的理解(例如,元素的起源和恒星中的能量产生)。核物理学的应用正变得越来越重要。应用实例包括高精度裂变测量(需要设计下一代核反应堆)和使用中子和伽马射线对裂变材料进行遥感(动机是为了防止未经授权运输和/或使用铀和钚)。
2004年,哈佛大学将核物理学与天体物理学的结合列为其“研究重点”之一,并为“宇宙结构”计划拨款130万美元。这一举措加强了核物理和天体物理小组之间的联系,并加强了他们的研究项目,包括雇用低能实验核物理的教员,并为爱德华兹加速器实验室的翻新提供了10万美元。
在美国国家科学基金会32.1万美元的资助下,加速器升级为由美国国家静电公司提供的Pelletron充电系统。此次升级取代了老化的充电带系统,并于2012年1月完成。新系统已经证明了显著改善的终端稳定性,允许在更高的终端电压下运行,并有望减少所需的维护时间和费用。
2020年1月,使用美国国家科学基金会重大研究仪器拨款的18.7万美元,从美国国家静电公司获得了一种新的阿尔法罗斯氦离子源,完成了调试。这次升级取代了自加速器实验室开始运行以来一直在运行的双等离子体离子源。新的光源提供更高的光束强度,更短的启动时间,更稳定的运行。












实验核科学博士研究生
这份来自俄亥俄大学的实验核科学博士毕业生名单包括将串联加速器用于材料科学目的的学生,以及三名进行理论研究的学生(其中两名由Grimes建议,一名由Finlay建议)。还应该指出的是,在1975年以前,该系有几位实验高能物理博士没有被包括在内。
名称|年|顾问|论文
- 爱德华天体物理与应用加速器实验室96Zr(α,n)和65Cu(α,n)截面的测量
- 改进的Λp在0.9和2.0 GeV/c之间的弹性散射截面和与中子星的连接
- 核坍缩超新星激波驱动核合成过程中反应速率不确定性对44Ti和56Ni产生的影响
- 使用CLAS探测器的Λ*共振的光电生产
- 利用(3He,n)反应约束i型x射线爆发中氢和氦燃烧环境中的核反应速率
- 基于SONIK的3He+4He弹性散射
- bishhnu Karki | 2020 | Roche |在Jefferson实验室A厅用升级后的CEB测量深独占π0电产量
- γd→π+π- d反应(从矢量介子到可能的双重子)的研究
- Rekam Giri | 2019 | Brune |12C(α,γ)16在E的反应冯正民等。=3.7, 4.0和4.2 MeV
- RHIC-PHENIX轻重离子碰撞中双喷流π0-h±相关性的测量
- 金+金碰撞中具有隔离切割的光子相关椭圆方位角不对称性和光子-强子相关神经网络= 200gev在瑞奇-菲尼克斯
- JLab A厅12gev下CEBAF硬独占电致π介子截面测量
- 54Fe, 56Fe, 57Fe和58Fe的熔合蒸发反应(α,n)研究
- 逆温岛A = 33等压线的光谱分析
- γd→K0Λ的微分截面和Λ反冲极化(p)
- 铁中DD中子及其透射的研究[j]
- 科迪·e·帕克| 2016 |布鲁恩|3H(d,γ)反应和3H (d,γ)/3H(d,n) E的分支比冯正民等。≤300 keV
- Shamim Akhtar | 2016 | Brune |研究12C(α,γ)16O反应通过α-转移反应:12C (6李,d)16O和12C (7李,t)16O
- 利用CEBAF大接受谱仪(CLAS)产生标量介子
- 200gev d+Au碰撞中中性介子-带电强子喷流的相关性
- 铁和铜同位素上氘核诱导反应的核能级密度研究
- 用隔离切割方法测量200gev核质心能量Au+Au碰撞中的直接光子-强子相关
- 弹丸破片对24O一、二中子去除截面的影响
- 90Zr, 196Pt和197Pt中核能级密度和γ -强度函数的研究
- 超高真空条件下非平衡磁控溅射制备类金刚石碳薄膜的表征
- 前角弹性电子-质子散射中光束法向单自旋不对称性的Qweak测量
- 利用Qweak仪器通过宇称违反电子散射测量质子的弱电荷:一个21%的结果
- 汤伟2012 | Hicks |利用CLAS从质子中产生K*+Λ/Σ0和K0Σ+
- 2.68-MeV谐振干涉的测量与r -矩阵分析12C(α,γ)16O反应
- Dustin Keller | 2010 | Hicks | Σ*+电磁衰变的u -自旋对称测试
- 质量数为61、64、65和82的复合核蒸发的核能级密度研究
- 2H(18F,α)15O反应中未结合19Ne的质子转移研究
- Shaleen Shukla | 2008 | Grimes |滴注管线附近核能级密度的计算
- 利用TPC探测器测定偏振高清光束不对称性的介子产光研究
- 静态氦燃烧下16O的核合成
- Ishaq Hleiqawi | 2006 | Hicks | K*0光产和电产在CLAS测量
- 高分辨靶中增加氘核极化的RF方法和LEGS的核磁共振自旋极化分析
- Yannis Parpottas | 2004 | Grimes |用(3He,n)反应研究了18Ne和26Si的天体物理重要态
- 反冲偏振法测定Q2=1.13 (GeV/c)2时电质子和磁质子形态因子之比
- 来自ericsson波动的28Si, 46Ti, 52Cr和60Ni能级密度
- 含氢和无氮类金刚石膜的沉积和表征
- 蓝宝石上氮化镓薄膜早期生长和外延的研究
- 利用带电粒子的核谱学
- 6Li和10B在27Al上的低能反应模式
- 康义秀,2002,非晶氮化镓薄膜的制备与表征
- 13C (p,n)13N反应:200mev下的自旋可观测测量
- | 2001 | Opper | np→dπ0接近阈值的电荷对称破缺
- 黄宝林| 1998 | Grimes |两体力在确定能级密度中的作用的研究
- 在200mev下用(p - l,n - l)反应测量natCa和natPb准弹性区的极化观测值
- 56Fe和27Al核氘核低能反应模式的分析
- 非晶态氢化碳(A - c:H)在光伏器件中的适用性研究
- 非平衡磁控溅射沉积类金刚石薄膜的表征
- 用MeV离子束对类金刚石碳进行氢分析
- 715和635 MeV/c下K+核弹性散射
- 张红| 1995 | Hicks |质子康普顿散射和偏振光子的π产生
- 化学气相沉积金刚石薄膜成核的实验研究设计
- 从总中子截面的涨落分析推断出32≤A≤60质量区的核能级宽度和能级密度
- 3 ~ 22mev 29Si能级密度的研究
- 在2.5 MeV≤Eα≤8.5 MeV能量范围内10Be(α,n0)13C反应对14C高激发能级的研究
- 中能级p壳核电荷交换反应中偶极子和自旋偶极子共振的观察
- 186mev下10B(p,n)10C反应和p壳核准自由散射
- 500gev下深度非弹性散射后的核衰变
- 通过中子散射到13C的未束缚能级对14C的能级研究
- 57Co在1mev ~ 14mev能量区的能级密度
- (n,p)反应中A = 32和A = 40核Gamow-Teller和偶极子强度分布的能量依赖
- 54Fe和56Fe的低能光学模型研究
- 用单能中子研究核结构:锆同位素
- 利用色散关系统一描述20mev ~ 60mev n+209Bi平均场
- 通过10B(n,n)10B和10B(n,n ')10B*(0.72, 1.74, 2.15, 3.59, 4.77 MeV)反应研究11B的高激发能级
- 8.0 ~ 14.8 MeV中子在54Fe和56Fe上诱导的多步复合核反应与平衡和预平衡模型的比较
- 质子转移反应的研究及其在23Na,28Si,32S(d,n)反应核能级计数中的应用
- 王道| 1987 | Rapaport |核子诱导p壳核反应
- 通过13C的弹性和非弹性中子散射的14C结构:测量,r -矩阵分析和壳模型计算
- 用(d,n)反应研究了26Al, 27Al和28Si的能级密度
- Md. Saiful Islam | 1985 | Finlay | 16O中核子的弹性和非弹性散射
- 28Si, 32S, 34S和40Ca低能核子的弹性和非弹性散射
- 58Ni和60Ni上中子诱导带电粒子反应与统计模型计算的比较
- 12C集体带的核诱导激发及其在20mev下中子剂量测定中的应用
- 18O(n,n ')18O*(1.98 MeV) σ(θ)的测量和r -矩阵分析
- 54,56 fe中核子散射的微观和集体模型分析
- rapjendra Kurup | 1983 | Finlay |壳闭合附近的同位旋和强耦合效应
- s-d壳层核的中子散射
- 用四极磁谱仪研究中子-氘核反应
- 锡均匀同位素上的中子散射
- Mohammad Hadi Hadizadeh-Yazdi | 1978 | Finlay |核变形的同位旋依赖性
- 通过11B(n,n)11B反应对12B高激发态的研究
- 闭壳核的中子非弹性散射
- Kumaroth Devan | 1976 | Brient | 104Ag和106Ag的低洼状态
- 中子散射下核-核光势的能量依赖性
- 中子在11mev下的弹性散射和核子-核子光势的同位旋依赖性
- 激发能在13.0和15.0 MeV之间的27Al结构的多能级多通道研究
- 通过11B中子的弹性散射对12B结构的研究
- 从10B中子的弹性散射研究11B的结构
- 质子能量在3.00 - 3.50 MeV之间的18O(p,n)18F反应所发射中子的极化和角分布
- 12C散射的2.63 MeV中子的微分截面和偏振
- 以2.63 MeV从10B散射的中子的微分截面和偏振
- 低氘核轰击能量下D(D,n)3He反应中产生的中子的极化
- 在En=14.65 MeV时,碳12非弹性散射中子与相关伽马射线的角相关性
- 来自氮、氧和氩的14.1 MeV中子的弹性散射
- 14mev中子在碳、硼、钾和钙中的弹性散射
- Tran Trong Gien | 1965 | Finlay |碰撞理论中寿命矩阵的相对论性表述
- 从7Li的0.48 MeV能级非弹性散射的中子的角分布
- 非弹性核子散射与壳层模型
- 铕- 154衰变后1.28 MeV伽马射线圆偏振的测量
我们还注意到其他机构的其他几篇博士论文部分是基于爱德华兹加速器实验室进行的研究:
- Nilendu Gupta, 1995年,威廉希尔亚洲真人平台立大学,生物医学工程,由Thomas E. Blue指导,“硼中子俘获治疗用加速器中子源慢化剂组件的制造和初步测试”
- William Howard, 1997,麻省理工学院物理系,由Jacquelyn Yanch指导,“基于加速器的硼中子捕获疗法”
- Whitney Raas, 2007年,麻省理工学院核科学与工程系,由Richard Lanza指导,“利用中子共振射线成像技术开发爆炸物探测系统”
- Panagiotis Gastis, 2020,中密歇根大学物理系,由George Perdikakis指导,“对中微子-p过程核合成中的关键核反应的约束”
- Bryan J. Vande Kolk, 2020,圣母大学物理系,由Michael C. Wiescher指导,“10B(p,α)7Be的截面测量”
- Evan Bray, 2020,宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理系,由David N. Burrows监督,“表征未来x射线太空望远镜的x射线混合CMOS探测器”