Моэра (закон обратных квадратов и экспоненциальное уменьшение дозы в материале защиты) ;
численное моделирование образования и прохождения радиации через защиту методом Монте-Карло.
Все комплексы Установки ФАИР будут удовлетворять следующим требованиям, предусмотренным законодательством Федеративной Республики Германия по радиационной защите:
излучение, исходящее непосредственно от комплексов, не должно ежегодно превышать уровень в 0, 7 - 1 мЗв;
радиоактивное излучение от радионуклидов не должно превышать ежегодно уровень в 0, 3 мЗв;
суммарное излучение должно быть ниже 1 мЗв;
радиационный фон (за пределами контролируемой зоны) не должен превышать ежегодно уровень 6 мЗв на территории Компании по исследованию тяжелых ионов и 1 мЗв - вне территории этой Компании.
______________
ПРИЛОЖЕНИЕ к Техническому документу 1 (раздел А)
Технический документ 1 (раздел Б)
Модульная стартовая версия - поэтапный подход к реализации Европейского центра по исследованию ионов и антипротонов (ФАИР)
Введение
Для обеспечения скорейшего начала сооружения Установки ФАИР, принимая во внимание последние оценки ее стоимости и обязательств участников по финансированию сооружения и эксплуатации Установки ФАИР, обеспечения максимального научного превосходства и выдающегося потенциала установки для новых открытий запланирован и одобрен модульный подход сооружения Установки ФАИР.
Модульный подход преследует следующие цели:
позволяет создавать отдельные, относительно независимые конструкционные модули, которые обслуживают все экспериментальные сообщества Установки ФАИР;
обеспечивает гибкость при сооружении Установки ФАИР в соответствии с имеющимся финансированием.
Такой подход приводит к выделению 7 модулей, из которых 4 модуля составляют Модульную стартовую версию, которая будет создана первой. Это позволит быстро достичь основных научных целей 4 экспериментальных сообществ Установки ФАИР:
APPA | - | атомная физика и физика плазмы, а также прикладные исследования в биологии, медицине и материаловедении; |
CBM | - | физика адронов и кварков в сжатой ядерной материи, гиперядерная материя; |
NUSTAR | - | структура ядра, физика ядерных реакций, ядерная астрофизика и пучки радиоактивных ионов; |
PANDA | - | структура и спектроскопия адронов, исследование странности и чарма, исследование гиперядер с помощью пучков антипротонов. |
Описание модулей Установки ФАИР
Присущий Установке ФАИР с самого начала подход заключается в том, что он состоит из различных мишенных станций и накопительных колец, которые обеспечиваются двойным синхротроном SIS100/SIS300. Модульность сохраняет этот подход. Краткий обзор модулей дается в таблице и при этом концентрируется на экспериментальных целях и развитиях технологий.
Таблица
Обзор модулей с пояснениями и краткими описаниями целей и проблем
Конфигурация модуля | Пояснения | Цели и проблемы |
Модуль 0 Синхротрон SIS100 в комбинации с существующими ускорителями GSI | главная ускорительная установка, используемая всеми научными программами | новейшие ускорительные технологии (например, быстроциклирующие сверхпроводящие магниты, компактные широкополосные радиочастотные резонаторы, сверхвысоковакуумная техника и др.) |
Модуль 1 Экспериментальные залы | здания для размещения детекторов CBM/HADES и экспериментальных установок для атомной физики, BIOMAT и экспериментов по физике высоких плотностей энергии в веществе (АРРА) | эксперименты по плотной, сильно коррелированной ядерной материи на CBM/HADES, атомная физика высоких энергий, физика плазмы, материаловедение, а также биоисследования (медицинские) (по программе Европейского космического агентства) |
Модуль 2 Суперсепаратор фрагментов ядер (Super-FRS) (без коллекторного кольца (CR) | главный инструмент для NuSTAR - получение пучков радиоактивных ионов и сепарация изотопов с их выводом в область фиксированной мишени и в одну ветвь накопительных колец | пучки радиоактивных ионов (RIB) ; структура ядер и ядерные реакции, ядерная астрофизика |
Модуль 3 Антипротоны высоких энергий (линейный ускоритель, антипротонная мишень, CR, накопительное кольцо высоких энергий (HESR) | генерация и подготовка интенсивных пучков антипротонов с использованием HESR для эксперимента PANDA | физика адронов и КХД с использованием антипротонов на HESR/ PANDA; охлажденные прецизионные пучки, гиперядерная материя |
Модуль 4 Пучки радиоактивных ионов и антипротонов низких энергий | кольцо NESR вместе с экспериментальным залом; зал для эксперимента FLAIR и вторая экспериментальная зона для исследований на фиксированной мишени для части экспериментов NUSTAR | экспериментальные станции для замедленных высокозарядных ионов для группы экспериментов АРРА и программы (FLAIR) , использующей пучки антипротонов низких энергий, охлажденные (с помощью электронного охлаждения) пучки радиоактивных ионов для части экспериментов NUSTAR |
Модуль 5 Накопительное кольцо с рекуперацией RESR | параллельная работа экспериментов NUSTAR и АРРА вместе с PANDA, увеличение интенсивности антипротонного пучка | полный параллельный режим работы; максимальная светимость для PANDA |
Модуль 6 Синхротрон SIS300. Электронное охлаждение для HESR. Электронное кольцо (ER) совместно с новым экспериментальным накопительным кольцом (NESR) | SIS300, обеспечивающий максимальную энергию пучка и являющийся главной ускорительной установкой, используемой всеми 4 научными программами и позволяющей осуществить полный параллельный режим работы; электронное охлаждение пучков антипротонов высоких энергий; ER для части экспериментов NUSTAR | полная экспериментальная программа CBM; обеспечение высокой светимости для PANDA; медленный вывод для части экспериментов NUSTAR |
На основании последних оценок стоимости и подтвержденных обязательств по финансированию стран - участниц сооружения и эксплуатации Установки ФАИР Модульная стартовая версия состоит из модулей 0 - 1 - 2 - 3.
Такая Модульная стартовая версия обеспечивает выдающуюся передовую мировую исследовательскую программу по всем 4 научным направлениям Установки ФАИР. С научной точки зрения, модули 4-6 крайне желательны и, очевидно, значительно повысят возможности Модульной стартовой версии по дальнейшему усилению потенциала и научной жизнестойкости Установки ФАИР на длительный период.
Обсуждения экспериментальных программ
АРРА
Экспериментальный зал для группы экспериментов АРРА в рамках модуля 1 позволит выполнять самые современные эксперименты в области биологических наук, материаловедения, а также в области атомной физики и физики плазмы. Что касается сообщества эксперимента FLAIR и экспериментальных групп сотрудничества SPARC, сконцентрированных на использовании накопительных колец и ловушек, то эти исследовательские программы откладываются до создания модуля 4. Для них в качестве компенсации того, что такие эксперименты не включены в Модульную стартовую версию, будут предоставлены возможности на накопительном кольце ESR в GSI и на кольце-замедлителе антипротонов AD в ЦЕРН.
CBM
Так как SIS300 входит в модуль 6, то для СВМ это является долгосрочной перспективой. Поэтому ближайшая программа работ представляет собой уникальные эксперименты, обеспечиваемые модернизированным детектором HADES, первой очередью детектора СВМ и синхротроном тяжелых ионов SIS100. Модернизация детектора HADES, включающая детекторы времени пролета на основе резистивных камер, уже выполняется.
NUSTAR
Широкоапертурный суперсепаратор фрагментов ядер (Super-FRS) с многоступенчатой сепарацией, входящий в модуль 2 и обеспечивающий высокоинтенсивные моноизотопные пучки радиоактивных полностью или высоко ионизированных ионов на границе или вблизи линии стабильности, является основным инструментом для выполнения в Установке ФАИР программы экспериментов NUSTAR. Модуль 2 предполагает создание суперсепаратора фрагментов вместе с экспериментальной зоной вывода пучков высоких энергий. За исключением фокальных плоскостей суперсепаратора фрагментов эта экспериментальная зона будет доступна и группе экспериментов NUSTAR. Следовательно, предполагается, что такая экспериментальная зона будет сформирована с учетом потребностей различных экспериментов, то есть будет включать все эксперименты NUSTAR с фиксированными мишенями (R3B, HISPEC/DESPEC, MATS, LASPEC) в их стартовых версиях. В этом сценарии эксперимент R3B достигает полной запланированной научной эффективности. В рамках создания модуля 3 среди прочего предусмотрено сооружение накопительного кольца CR. Уникальной в мировом масштабе особенностью группы экспериментов NUSTAR на Установке ФАИР является возможность выполнять эксперименты с накопленными пучками радиоактивных ионов.
PANDA
С момента сотрудничества по реализации Модульной стартовой версии по эксперименту PANDA имеется возможность выполнять уникальные научные эксперименты. Тем не менее программа исследований значительно выиграет после реализации модулей 5 и 6, которые обеспечат наибольшие интенсивность и светимость.
Реализация компонентов ускорительного комплекса в Модульной стартовой версии
Ускорительные системы:
тяжелоионный синхротрон SIS100 (с уменьшенным количеством высокочастотных резонаторов) ;
суперсепаратор фрагментов ядер (Super-FRS) ;
коллекторное кольцо (CR) ;
протонный линейный ускоритель;
антипротонная мишень и сепаратор;
экспериментальное накопительное кольцо высоких энергий (HESR) без установки электронного охлаждения.
Системы транспортировки пучков:
от SIS18 до ускорителей Установки ФАИР (но не до HESR и экспериментальной зоны по физике плазмы) ;
от SIS100 до Super-FRS;
от SIS100 до антипротонной мишени;
от SIS100 до СВМ;
от SIS100 до зала группы экспериментов АРРА высоких энергий;
от Super-FRS до CR;
от Super-FRS до вывода на фиксированную мишень, используемую в экспериментах NUSTAR;
от CR до HESR.
_____________
ПРИЛОЖЕНИЕ к Конвенции о сооружении и эксплуатацииЕвропейского центра по исследованию ионов и антипротонов (ФАИР)
Технический документ 2
Подробная разбивка суммы затрат на сооружение Установки ФАИР и таблица, представляющая план распределения затрат на сооружение и эксплуатацию Установки ФАИР по годам
Настоящий Технический документ 2 предоставляет информацию о затратах на сооружение Установки ФАИР и план распределения затрат на сооружение и эксплуатацию Установки ФАИР по годам в соответствии с пунктами 5 и 9 статьи 5 Конвенции о сооружении и эксплуатации Европейского центра по исследованию ионов и антипротонов (ФАИР) (далее - Конвенция) , а также предоставляет информацию о затратах на ввод в эксплуатацию комплекса Установки ФАИР.
1. Общая стоимость сооружения
Информация, предусмотренная настоящей главой, основана на методе калькуляции затрат, одобренном рабочими группами по административно-финансовым вопросам и научно-техническим вопросам. В ходе многоступенчатого процесса оценка стоимости проекта была тщательно проанализирована и оценена различными совещательными комитетами, образованными рабочей группой по научно-техническим вопросам. Общая стоимость сооружения составляет 1493 млн. евро, в том числе 46 млн. евро - на функционирование компании с ограниченной ответственностью "Европейский центр по исследованию ионов и антипротонов (ФАИР) " ("Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH") , которая будет создана и будет функционировать в период сооружения Установки ФАИР. Расчеты сделаны в ценах 2005 года и не включают налоги.
2. План распределения затрат на сооружение Модульной стартовой версии
Годовые затраты Модульной стартовой версии, представленной в Техническом документе 1 (раздел Б) , являющемся приложением к Техническому документу 1 (раздел А) , определяются реальным временным графиком капитального строительства и поэтапным сооружением ускорителей и основных экспериментальных установок. Реальный план сооружения комплекса, основанный на общей стоимости Установки ФАИР и исходящий из предположения о начале работ по капитальному строительству в 2010-2011 годах, представлен в таблице 1 и на рисунке 1 (рисунок не приводится) . Временной график затрат на сооружение комплекса может быть продлен на 3 года после реального периода сооружения комплекса (2010-2018 годы) для того, чтобы покрыть задержку в последних платежах за объекты, еще не до конца принятые, или для того, чтобы учесть платежи, которые осуществляются только в конце гарантийного срока.
Таблица 1
План распределения затрат на сооружение по годам. Объемы финансирования указаны в ценах 2005 года и не включают налоги.
(млн. евро, в ценах 2005 года) | ||||||||||||
Год | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | Всего |
| Полные годовые затраты | 6, 9 | 6, 5 | 17, 8 | 33, 5 | 81, 2 | 153, 6 | 242, 3 | 182, 6 | 140, 6 | 124, 1 | 37, 4 | 1026, 5 |
3. Ежегодные эксплуатационные расходы
Итоговая стоимость эксплуатационных расходов, представленная в таблице 2, является результатом многократных оценок и уточнений, выполненных компанией с ограниченной ответственностью "Центр Объединения Гельмгольца "Общество по исследованию тяжелых ионов" ("GSI Helmholtzzentrum fur Schwerionenforschung GmbH") и международными экспертами рабочих групп по административно-финансовым вопросам и научно-техническим вопросам. Результаты процесса по оценке стоимости были опубликованы в дополнении к технико-экономическому обоснованию 30 марта 2006 г.
В эксплуатационные расходы не включены расходы по выполнению научных программ. Ежегодные эксплуатационные расходы оценены в сумме 118 млн. евро.
Таблица 2
Ежегодные эксплуатационные расходы Установки ФАИР при функционировании в полном объеме (без налогов)
Вид расходов (млн. евро, в ценах 2005 года) | ФАИР |
Энергия | 24 |
Эксплуатация ускорителей и накопительных колец | 46 |
Техническое обеспечение | 33 |
Поддержка пользователей | 5 |
Управление | 10 |
Итого | 118 |
4. Стоимость запуска комплекса
Ввод Установки ФАИР в эксплуатацию рассматривается как промежуточный этап между этапами сооружения и эксплуатации. На этапе ввода в эксплуатацию отдельные ускорители и накопительные кольца Установки ФАИР будут испытаны и доведены до проектных параметров на реальных пучках частиц. Данный подход и технические детали одобрены группой по научно-техническим вопросам в сентябре 2006 г.
Исходя из детальных оценок стоимости эксплуатации и потребности в рабочей силе, необходимых для осуществления ввода в эксплуатацию различных установок, рассчитанная стоимость ввода в эксплуатацию составляет 26, 5 млн. евро, в ценах 2005 года, без налогов.
____________
ПРИЛОЖЕНИЕ к Конвенции о сооружении и эксплуатации Европейского центра по исследованию ионов и антипротонов (ФАИР)
Технический документ 3
Карта участка, на котором создается Установка ФАИР
(карта не приводится)
_____________
ПРИЛОЖЕНИЕ к Конвенции о сооружении и эксплуатации Европейского центра по исследованию ионов и антипротонов (ФАИР)
Технический документ 4
Процедура приема вкладов в натуральном виде и соответствующий метод оценки
1. Определение
Вклад в натуральном виде - это поставка технического изделия или группы изделий или систем для Установки ФАИР в соответствии с технико-экономическим обоснованием. Вклады в натуральном виде могут быть осуществлены участниками вместо финансового вклада или в дополнение к финансовому вкладу в компанию с ограниченной ответственностью "Европейский центр по исследованию ионов и антипротонов (ФАИР) " ("Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH") (далее - Компания) . Следовательно, они засчитываются в качестве вклада участника в Компанию.
Как вариант, вкладом в натуральном виде может быть предоставление:
персонала, необходимого для монтажа и сборки на штатном месте и поставленного в качестве вклада в натуральном виде оборудования;
персонала для специальных задач в период сооружения комплекса.
Детальный обзор и перечень всего необходимого оборудования включены в технико-экономическое обоснование сооружения и эксплуатации Установки ФАИР. Стоимость вклада в натуральном виде для установки ФАИР определена в смете затрат на сооружение Установки ФАИР.
2. Распределение ответственности при поставках натурой
Любой участник, заинтересованный осуществить вклад в натуральном виде, может, если это потребуется, получить полный доступ к техническому описанию и обоснованию стоимости этого вклада вместе со всей необходимой информацией.
В качестве подкомитета собрания Компании будет учрежден комитет по вкладам в натуральном виде, состоящий не менее чем из 6 членов. Состав и полномочия этого комитета будут урегулированы в соответствии с законом. Управляющие директора Компании назначают 2 членов комитета. Остальные члены комитета будут назначаться научным советом. Все назначения должны быть одобрены собранием.
В ходе реализации проекта исполнительные директора Компании и комитет по вкладам в натуральном виде оценивают предложение участника сделать вклад в натуральном виде и представляют свои рекомендации собранию для принятия им решения.
Решение о предоставлении права сделать вклад в натуральном виде учитывает согласованный уровень участия страны в Компании, а также планируемые временные графики, включающие сроки поставок и основные этапы.
Цена не включает непредвиденные расходы, связанные с возможными рисками или неточностью оценки. Следовательно, полную ответственность за риск несет поставщик вклада в натуральном виде вместе со своей финансирующей организацией.
3. Изготовление оборудования (систем) при вкладе в натуральном виде
Каждый вклад в натуральном виде является предметом контракта, заключаемого между Компанией и соответствующей организацией (институтом или консорциумом институтов) . Этот контракт должен быть подтвержден соответствующим министерством (финансирующей организацией) , которое отвечает за институт (институты) , осуществляющий поставку в натуральном виде.
Этот контракт является основой для изготовления и поставки вклада в натуральном виде. Следовательно, он должен включать (как минимум) следующее:
подробное техническое описание вклада, который предстоит осуществить, включая техниче