欧洲核子研究中心正测试一种新型空心光纤技术,用于改善加速器粒子束的监测工作。该技术通过在空心光纤中填充闪烁气体,利用电磁场共振-反共振效应引导光线,制造出简单而强大的辐射传感器。这种传感器能够精确测量粒子束的轮廓和位置,甚至实时监测输送的光束剂量,为实验物理学家和束流物理学家提供可靠数据。

与传统的实心光纤及多丝正比室、闪烁体探测器相比,空心光纤在极端辐射环境下表现出色,对欧洲核子研究中心未来的加速器和实验具有重要意义。特别是对于开发医疗应用的加速器,如FLASH放射疗法,这种新型监测工具的开发尤为关键。FLASH技术以超高剂量率输送辐射,在癌症治疗中潜力巨大,但其极端束流条件要求监测工具具备更高的抗辐射能力。
目前,专注于欧洲核子研究中心实验束流诊断的团队正与医学研究人员合作,探索能够承受极端辐射的新工具。2024年和2025年,该团队已在欧洲核子研究中心的多种测试设施和加速器上验证了这一概念。他们将充满氩氮混合物的光纤暴露于电子束下,并连接到硅光电倍增管进行信号探测。研究结果显示,光纤对光束轮廓的测量结果与传统YAG晶体屏高度吻合,且在承受高辐射剂量后性能未下降。
负责SPS北实验区光束仪器整合工作的伊纳基·奥尔特加·鲁伊斯表示:“光纤对光束轮廓的测量结果非常可靠。”尽管初步结果令人鼓舞,但团队仍计划进一步改善光纤与探测器之间的连接,测试预先填充气体的密封光纤,并深入研究光纤的长期抗辐射性能。