Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

699 tons SLAC -accelerator fjernet til opgradering

I 2016, efter 50 års drift, en tredjedel af SLACs historiske lineære accelerator blev omhyggeligt dekonstrueret og ekstraheret for at give plads til en kraftig opgradering til LCLS røntgenlaseren. I alt, 699 tons materialer - 106 lastbiler - blev fjernet fra accelerationstunnelen og galleriet. Kredit:Stanford University

For første gang i mere end 50 år, en dør, der åbnes i den vestlige ende af den historiske lineære accelerator ved Energidepartementets SLAC National Accelerator Laboratory kaster lys på fire tomme vægge, der strækker sig så langt øjet rækker.

Denne ende af linacen - en hel kilometer af den - er blevet frataget alt sit udstyr både over og under jorden. I løbet af de næste to år vil den blive genudstyret med ny teknologi til at drive et andet vidunder i moderne videnskab:en røntgenlaser, der vil affyre en million pulser i sekundet.

"Det var en enorm indsats fra projektteamet og entreprenører, "Javier Sevilla, projektleder for fjernelse af udstyr, sagde. "Fra juli til december, 50 arbejdere om dagen var på stedet for at adskille og rydde galleriet og tunnelen. "

Den 2-mile linac er et kendt syn for bilister, der passerer over den på Interstate 280 nær Sand Hill Road i Menlo Park. I årtier, det accelererede elektroner til eksperimenter, der udforskede materiens grundlæggende natur og resulterede i tre nobelpriser:to til opdagelsen af ​​subatomære partikler og en til at bekræfte, at protoner og neutroner er lavet af kvarker.

Fra 2006, den sidste kilometer blev konverteret til Linac kohærent lyskilde, en DOE Office of Science User Facility, der bruger det originale acceleratorudstyr til at generere røntgenpulser til en frielektronlaser.

Baseret på den ekstraordinære succes med LCLS til dato, DOE godkendte for nylig en opgradering af en milliard dollar, LCLS-II, der vil kræve installation af en ny, superledende accelerator, der skal bygges i den vestlige ende af linakken.

Kredit:Stanford University

699 tons i 106 lastbiler

Den første tredjedel af speederhuset, placeret 25 fod under jorden, er blevet frataget aluminiumsrør, kobberacceleratorrør og en kompleks labyrint af kabler og elektronik, der gjorde en fysikers drøm til de første stråler af accelererende elektroner i 1965.

I løbet af de sidste måneder har 699 tons materialer blev fjernet fra tunnelen og galleriet, på 106 lastbiler, ifølge Carole Fried, stedfortrædende projektleder for fjernelse og bortskaffelse af udstyret.

"Mere end halvdelen - omkring 59 procent - blev genbrugt, "sagde hun." Over 400 tons stål, metalskrot, tråd, kobber og aluminium, repræsenterer en værdi på mere end $ 250, 000. "

Hovedparten af ​​det udstyr, der blev fjernet, var blevet installeret i den originale linac -konstruktion fra 1960'erne. (For et detaljeret kig på acceleratorfremstillingen, se denne film fra 1967.) Acceleratoren gennemgik mange ændringer i årtierne, imidlertid, herunder tilføjelse af SLAC Energy Doublers, hvilket øgede kraften til speederen i 1970'erne, og installationen af ​​opgraderede klystroner - mikrobølgerør, der driver acceleratoren - som en del af SLAC Linear Collider konstrueret i 1983.

"I årenes løb er mange af betjeningselektronikken også blevet udskiftet, så vi fjernede komponenter fra alle æraer af SLACs drift, "SLACs Scott DeBarger sagde.

Kredit:Stanford University

DeBarger førte tilsyn med flytningen af ​​udstyr, før fjernelse af udstyr begyndte. Mellem april og juli, mere end 5, 000 genstande blev genoprettet - inklusive klystrons, magneter, kobberbølgeledere, vakuumpumper, kontrolsystemer, positionsmonitorer og mere - til brug i nuværende og fremtidige projekter på laboratoriet.

Fremtiden er Supercool

Senere på året, den tomme tunnel vil blive møbleret med state-of-the-art kryomoduler, der vil danne den superledende del af opgraderingen til SLACs Linac kohærente lyskilde, kendt som LCLS-II. Modulerne vil blive fyldt med flydende helium for at afkøle hulrummene til et koldt minus 456 grader Fahrenheit. Den ultrakølede teknologi vil blive brugt til at skabe bursts af elektroner med høj energi 8, 000 gange hurtigere end sin forgænger og generere røntgenstråler, der er 10, 000 gange lysere.

Kryomodulerne bygges på Fermi National Accelerator Laboratory og Thomas Jefferson National Accelerator Facility. Inden de leveres til SLAC og installeres, ny infrastruktur vil gå ind i acceleratortunnelen, herunder tilslutninger til vand og strøm. Over jorden, solid-state mikrobølge forstærkere erstatter klystroner i galleriet.

"LCLS-II er en imponerende virksomhed, der er afhængig af mange hold, flere succesrige faser og vigtige samarbejder med vores partnere - Argonne National Laboratory, Lawrence Berkeley National Lab, Fermilab og Jefferson Lab - og Cornell University, "sagde John Galayda, leder af LCLS-II projektteamet. "Vi gør stadige fremskridt mod starten af ​​operationerne i 2020.

Varme artikler