La sorgente di neutroni di spallazione presso l’Oak Ridge National Laboratory, già l’acceleratore più potente al mondo neutrone source – sarà in pausa fino a giugno 2024 mentre gli equipaggi lavorano per aggiornare la struttura.
La sorgente di neutroni di spallazione. Credito immagine: ORNL
Gran parte del lavoro, parte del progetto Proton Power Upgrade della struttura, riguarderà la costruzione di un connettore tra l’acceleratore e la prevista seconda stazione bersaglio a SNS. Una volta completato, il progetto PPU porterà l’acceleratore fino a 2,8 megawatt rispetto alla sua attuale record di 1,7 megawatt della potenza del raggio.
I lavoratori aggiungeranno circa 3.000 piedi quadrati di tunnel di cemento, il “tronco”, che si integrerà con un tunnel esistente. Le attività di costruzione comprendono strutture associate, coperture, rivestimento in geomembrana, impermeabilizzazione del tunnel, impianti elettrici, allarmi antincendio, sistemi di ventilazione e controlli.
“Le squadre di costruzione hanno eseguito tutto il lavoro di scavo e stanno passando alla costruzione della base del tunnel e delle pareti”, ha affermato Mark Champion dell’ORNL, responsabile del progetto PPU.
Si prevede che lo stub sarà completato entro sei mesi, entro la fine di febbraio, e la maggior parte del resto di questa interruzione comporterà l’installazione di nuovi componenti e sistemi per completare il progetto PPU.
Quel lavoro include:
- Installazione di tre nuovi criomoduli, aggiunta di più stazioni a radiofrequenza e aggiornamento di due unità ad alta tensione per supportare i nuovi klystron da 3,0 megawatt.
- Installazione di un sistema di imaging dello scarico a iniezione e di nuovi magneti e aggiornamento dei sistemi di acqua deionizzata, alimentatori e un sistema di limitazione della potenza del raggio.
- Installazione di un nuovo sistema di ricarica dell’idrogeno liquido, serbatoio di troppopieno del mercurio e target completo di sistema di iniezione e ricircolo del gas.
- Completamento dell’integrazione dei controlli.
L’aggiornamento aumenterà il flusso di neutroni – noto come flusso di neutroni – verso la prima stazione bersaglio, o FTS, e alla fine alimenterà anche la STS.
La sorgente di neutroni di spallazione. Credito immagine: ORNL
La potenza dell’FTS – che produce neutroni termici per analizzare campioni fino alla scala atomica – aumenterà fino a 2,0 megawatt, consentendo nuove scoperte scientifiche in aree come i superconduttori, materiali energetici come quelli utilizzati nelle batterie e fisica di base.
La potenza aggiuntiva verrà suddivisa tramite lo stub, per alimentare l’STS, che avrà il picco di luminosità di neutroni più alto al mondo, su misura per sondare la materia soffice come polimeri e materiali biologici e materiali ingegneristici complessi. Viene utilizzato nella ricerca sui vaccini, sulle batterie avanzate e per gli studi sulla decarbonizzazione.
“È molto gratificante raggiungere una delle fasi finali del progetto dopo diversi anni di pianificazione, progettazione e ingegneria”, ha affermato John Galambos dell’ORNL, direttore del progetto PPU.
“È un enorme tributo alle competenze e alla dedizione dell’intero team PPU e dei nostri laboratori partner che il progetto sia rimasto nei tempi previsti e nel budget nonostante sfide senza precedenti, tra cui il Covid-19 e i conseguenti problemi della catena di fornitura.”
La Spallation Neutron Source è una struttura utente dell’Office of Science presso l’ORNL.
L’UT-Battelle gestisce l’ORNL per l’Ufficio della Scienza del Dipartimento dell’Energia, il più grande sostenitore della ricerca di base nelle scienze fisiche negli Stati Uniti. L’Office of Science sta lavorando per affrontare alcune delle sfide più urgenti del nostro tempo. Per maggiori informazioni per favore visita Energy.gov/science.
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