User activities and proposals at FRIB (Extract from APS DNP Low Energy Town Meeting USER Activity report)

우리나라 물리학 & RAON 대학교 물리학과 교원 수: ~750 명 1조 5,000억 = 750 명 x 2 억 x 10 년 박사급 750 명  핵물리 이론/실험의 적극적인 참여가 필요.

FRIB experimental halls ReA = Re-Accelerated 3 = 3 MeV/u for U 12 = 12 MeV/u up to heaviest

Activities at FRIB Astrophysics

Detector for Astrophysics

FRIB astrophysics collaboration Nuclear Astrophysics with radioactive beams at the FRIB. Experimental, Theoretical, and Equipment projects in nuclear astrophysics at FRIB. Highest Priority is SECAR - the Separator for Capture Reactions. SECAR in the 3 MeV Hall will be optimized for direct measurements of capture reactions on unstable nuclei.

SECAR (Separator for Capture Reactions) Novae and X-ray bursts.  Proton & Alpha capture reactions on unstable proton- rich nuclei Directly detecting the recoils at the focal plane of an EM separator. High acceptance, High mass resolution, High transmission of a given charge state, Excellent rejection of beam particles (1010 times signal recoils).

Layout ($12M) Velocity filter

The Most Expensive Detector

GRETA (Gamma Ray Energy Tracking Array) . Nuclear Structure

(2010)

206Rn

2nd Most Expensive Detector

HRS (High Rigidity Spectrometer)

Operation (High energy high bay)

HRTPC-AT (High Rigidity Time Projection Chamber – Active Target) High energy high bay : Symmetry energy

More measurement detectors

Decay Station (-decay,  & n  Structure)

ISLA (Isochronous Separator with Large Acceptance) ReA12 Heavy Radioactive Isotopes, Z > 92

HELIOS (HELICAL Orbit Spectrometer) ReA3, ReA12

Atomic physics

BECOLA/CRIS Stopped beam

Hardware/Software R&D

ISA (Instrumented Silicon Array) It is anticipated that digitizers with a ~250MHz sampling rate and a minimum 12-bit resolution will be required.  NOTICE㈜가 이미 제품으로 팔고 있음.

The total cost of the system will be 1.5 M$, including 1000 digitized channels at 1k$ per channel, 0.4 M$ for large area silicon detectors at 5 k$ per channel, and 100 k$ for preamplifiers.

DAQ (Data Acquisition)

JENSA (Jet Experiments in Nuclear Structure and Astrophysics) ReA3, ReA12

Scintillator Arrays ReA12

Summary MSU(Michigan State University)와 NSCL을 중심으로 FRIB의 추 진되었고 1350명 정도의 이용자 그룹이 형성되었다. 이용자 수 는 FRIB의 전략적인 중요성을 나타내는 지표로 지적되고 있다. 미국 핵물리 분야의 전략적인 검출기 연구 개발 과제로 GRETA 가 성장해 왔으며 연구 개발 과제의 최종 결과물이 FRIB의 실험 에 적용되어 경쟁력을 주게 된다. 이용자의 측면에서 보면 GRETA의 연구 개발자들이 FRIB의 이용자로 전환하게 된다.

DOE는 미국 핵물리 분야의 주요 재정 지원 기관이며 FRIB을 2014년 – 2022년 주요 구축 과제로 결정하였다 DOE는 미국 핵물리 분야의 주요 재정 지원 기관이며 FRIB을 2014년 – 2022년 주요 구축 과제로 결정하였다. 잠재 이용자들 은 장비의 연구 개발을 기획하며 이용자 그룹을 형성하고 있다. 이들은 검증된 기술들을 지속적으로 발전시키고 있으며, FRIB에 맞는 이들 장비들의 요구 사항을 결정하고 현실적인 예산이 수 반되는 계획을 수립하여 DOE에 1500억 원 가량의 재정 지원을 요청하고 있다. FRIB은 미국 핵물리 분야 전체 예산의 20% 정도를 사용하는 대 형 구축 프로젝트다. 2022년까지 다른 구축 프로그램은 없을 것 이고 미국 저에너지 핵물리 학자들의 구심점이 되고 있다. 미국 연구자의 RAON직접 참여는 어려울 것으로 파악된다.

FRIB은 핵물리 및 핵 천체 물리를 주요 내용으로 하며, 프로그램 의 경제·산업적 유용성을 핵물리 인력의 양성, 가속기 기술의 직 접 활용으로 설정하고 있다. DAQ(자료 수집), Scintillator(섬광체) 등에서 Common working group을 형성하여 비용의 효율적 집행을 꾀하고 있다. DAQ 그 룹의 주요 개발 과제인 아날로그 신호의 디지털 신호 전환 보드 는 국내 기업(노티스 ㈜)의 기성 상품으로 출시되어 있다. 기술 적인 면에서 한국이 비교 우위를 갖는 면도 있음을 발견한다.