Máy tái hiện hoạt động sống

Một chiếc máy có thể mô tả một cách chi tiết mô hình mẫu vật cũng như cấu trúc nguyên tử của nó. Một chiếc máy có thể "tường thuật trực tiếp" màng của một tế bào sống tiếp nhận các chất dinh dưỡng từ thức ăn ra sao, hay quá trình chúng chống lại sự tấn công của các virus như thế nào. Đó chính là những gì Hệ thống phá vỡ nguồn nơtron (Spallation Neutron Source - SNS) có thể làm được.

Thông số kỹ thuật của SNS:

- Chiều dài gia tốc: 906,5m.
- Nhiệt độ: Những phần chia của máy gia tốc chiều dài có thể xuống tới - 235 độ C.
- Tuổi thọ của máy: 40 năm.
- Cường độ cực đại của chùm tia: Mỗi tia được tạo ra bởi vòng tròn máy lưu năng.
- Hệ thống khổng lồ này chứa 150.000 tỉ proton với năng lượng tương đương 1 tỉ volt.

(Ảnh: networlddirectory)

Đây không phải một hệ thống gia tốc phân tử thông thường. Khi được hoàn thiện vào cuối năm nay, Hệ thống phá vỡ nguồn nơtron trị giá 14 tỉ USD này sẽ tạo ra những xung nơtron mạnh hơn gấp 10 lần so với các loại máy thông thường. Tuy nhiên SNS không đơn giản chỉ là một hệ thống phá vỡ nguyên tử. Hệ thống đường ống ngầm dài khoảng 800m của nó sinh ra các tia có khả năng sắp xếp những cấu trúc phân tử của bất cứ thứ gì - từ mẫu địa chất cho đến tế bào sống. Chiếc máy này đốt nóng proton trong một bình chứa thuỷ ngân lỏng. Hạt nhân thuỷ ngân bị kích hoạt sẽ giải phóng nơtron, và máy dò sẽ ghi lại các chỉ số cần thiết.

Kết quả cuối cùng đạt được là sự mô tả một cách chi tiết mô hình mẫu vật cũng như cấu trúc nguyên tử của nó. Các nhà sinh vật học đang hy vọng có thể sớm sử dụng SNS với các mẫu vật sống. Hãy tưởng tượng, chiếc máy sẽ cho bạn thấy màng tế bào tiếp nhận các chất dinh dưỡng từ thức ăn như thế nào, hay quá trình chúng chống lại sự tấn công của các virus.

Phía bên trái là hệ thống các máy lưu năng lượng được thiết kế hình tròn và có chiều dài khoảng 79m. Khi các xung proton đi qua hệ thống này, chúng được kích thích lên gấp 1.000 lần và sau đó được đẩy sang giai đoạn tiếp theo của quá trình gia tốc phân tử.

Để tạo ra tia nơtron, các nhà khoa học chiếu một dòng proton vào bình chứa 20 tấn thuỷ ngân lỏng. Trong quá trình được gọi là "sự phá vỡ" (spallation), các nơtron bị tách ra khỏi các phân tử thuỷ ngân đơn lẻ và bắn đến những điểm bất kỳ. Không gian diễn ra quá trình này có độ phóng xạ rất cao và nguy hiểm cho con người. Vì thế, một cánh tay robot được thiết kế riêng để thực hiện các công đoạn của quá trình, từ điều chỉnh lượng thuỷ ngân trong bình chứa cho đến thay đổi bóng sáng.

Hệ thống phá vỡ nguồn nơtron (Spallation Neutron Source - SNS)
(Ảnh: adc9001)

Xuân Thi

Từ khóa liên quan: