Neutronproduktion på ORNLs SNS når designeffektniveau

Spallation Neutron Source ved Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory har slået en ny rekord ved at afslutte sin første neutronproduktionscyklus i regnskabsåret 2019 ved sit designeffektniveau på 1,4 megawatt.

Højere effekt giver flere neutroner til forskere, der bruger anlægget til at studere en lang række materialer. Præstationen markerer en ny operationel milepæl for neutronspredning i USA og åbner døren for at studere betydeligt mindre materialer med større kompleksitet.

"Driften af ​​SNS på 1,4 megawatt i denne cyklus har været en enestående præstation, "sagde Paul Langan, Associate Laboratory Director for Neutron Sciences. "Det afspejler modenheden i vores anlæg og det høje tekniske niveau af vores teknik, operationelt og videnskabeligt personale. "

Effektforøgelsen blev muliggjort af kombinationen af ​​omfattende forbedringer af den lineære accelerator, herunder den nylige udskiftning af radiofrekvens -quadrupolen - den første accelerationsstruktur af acceleratorens frontend, samt forbedringer af målet for flydende kviksølv. Ved at inkorporere modifikationer af målfartøjer såsom gasindsprøjtning af heliumbobler i målets kviksølvstrøm reducerede signifikant belastninger forårsaget af strålens enorme højenergipulser. Ud over, SNS -driftsteamet udførte en målstyringsplan udviklet i 2016, der baner vejen for højere magter ved at drive tre mål om året for bæredygtig pålidelighed.

Bygget i 2006, SNS er en enestående pulserende acceleratorbaseret neutronspredningsfacilitet, der giver kraftfulde state-of-the-art kapaciteter til tusinder af forskere rundt om i verden for at studere energi og materialer i atomskala.

Anlægget producerer neutroner ved at lancere protoner ned ad en lineær accelerator og ind i et flydende kviksølvmål. Ved påvirkning, der oprettes en "spall" af neutroner, som derefter sendes til omgivende højdrevne instrumenter. Neutroner spreder atomer i en prøve, afslører grundlæggende oplysninger om, hvordan atomerne i systemet opfører sig, og hvor stor afstand der er mellem dem.

Videnskabelige opdagelser, der kun er muliggjort af neutroner ved SNS, omfatter hidtil uset indsigt i den eksotiske adfærd hos den magnetiske Majorana fermion - en lovende byggesten til topologisk kvanteberegning; lindring af luftforurening ved at karakterisere et metalorganisk rammemateriales evne til at fjerne skadeligt nitrogendioxid fra atmosfæren; og første af slagsen eksperimenter, der udfører real-time in situ målinger på en kørende gasdrevet motor.