SNS afslutter fuld neutronproduktionscyklus på rekordhøjt effektniveau

Spallation Neutron Source på Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory har nået en ny milepæl ved at drive en komplet neutronproduktionscyklus ved 1,3 megawatt.

Opnåelse af rekordeffektniveauet med en bemærkelsesværdig 94 procent acceleratorstråletilgængelighed etablerer en ny baseline for drift såvel som en vej til pålidelig drift ved højere kræfter. Øget kraft giver forskere mulighed for at udføre hurtigere videnskabelige analyser ved hjælp af neutroner på flere typer materialer.

SNS, en DOE Office of Science brugerfacilitet, startede sin drift i 2006 og er i øjeblikket verdens mest kraftfulde pulsaccelerator-baserede neutronspredningsfacilitet, brugt af videnskabsmænd til at afsløre grundlæggende egenskaber og adfærd af energi og materialer på atomær skala. Neutronbidrag hos SNS har resulteret i fremskridt inden for elektroniske enheder, forbedret medicinafgivelse, og stærkere byggematerialer til transportinfrastruktur.

Anlægget accelererer protoner med næsten 90 procent af lysets hastighed ned ad en lineær accelerator og ind i en ring, der komprimerer protonimpulsen med en faktor på 1, 000. Protonerne kolliderer med et flydende kviksølvmål, hvilket skaber en "spall" af neutroner, der strømmer til kraftige instrumenter, hvor videnskabsmænd måler neutronernes interaktioner med en række forskellige materialer.

Kontinuerlig og pålidelig drift ved 1,3 MW under SNS' seneste 12-ugers produktionscyklus blev muliggjort af et mere robust målmodul i rustfrit stål og en række forbedringer i acceleratorsystemerne, der tillod højere protonstrøm og energi. SNS har nået effektniveauer så højt som 1,4 MW, men det er første gang, at anlægget har holdt niveauer så højt som 1,3 MW over en forudsagt tidsramme.

Forskere og ingeniører fra Oak Ridge har forlænget levetiden for SNS-mål ved at studere ydeevnen af ​​tidligere mål og foretage justeringer, såsom injektion af små bobler af heliumgas i målfartøjets flydende kviksølvstrøm - en forbedring, der reducerer stødpåvirkningerne forårsaget af protonstråle.

I 2016 SNS implementerede en Target Management Plan for at indfange præstationsdata og inkorporere designforbedringer i nye mål, som i dag installeres cirka tre gange om året. Siden planens implementering, hvert mål har fungeret pålideligt i henhold til dets tilsigtede design.

Som planlagt, SNS vil drive den næste neutronproduktionscyklus ved 1,4 MW.