Accelerator fait une randonnée à travers le pays pour une mise à niveau laser


Accelerator fait une randonnée à travers le pays pour une mise à niveau laser

L’installation nationale d’accélérateur Thomas Jefferson a livré la nouvelle section finale de l’accélérateur qu’elle a construit pour mettre à niveau la source de lumière cohérente Linac (LCLS). La section de l’accélérateur connue sous le nom de cryomodule a commencé un entraînement par vers le laboratoire national de l’accélérateur SLAC du DOE, où il sera installé dans LCLS-II, le laser à rayons X le plus brillant du . Crédit photo: Jefferson Lab par DOE

Aujourd’hui, la centrale d’accélération nationale Thomas Jefferson du département américain de l’Énergie a livré la dernière nouvelle section de l’accélérateur qu’elle a construite pour mettre à niveau la source de lumière Linac Coherent (LCLS). La section de l’accélérateur connue sous le nom de cryomodule a commencé un entraînement par voie terrestre vers le laboratoire national de l’accélérateur SLAC du DOE, où il sera installé dans LCLS-II, le laser à rayons X le plus brillant du monde.

«C’est le point culminant de sept années de travail», a déclaré Naeem Huque, le directeur de la comptabilité analytique qui a dirigé les efforts des cryomodules au Jefferson Lab. «De nombreuses personnes de l’Institut de radiofréquence supraconductrice du Jefferson Lab ont rejoint le projet très tôt, et elles le voient encore. Nous sommes heureux que ce projet ait été mené à bien.

LCLS-II est un projet de mise à niveau de la source de lumière cohérente Linac (LCLS) existante, le premier laser à électrons libres de rayons X au monde. Les impulsions de rayons X générées par la machine agissent comme un microscope puissant, permettant aux chercheurs d’observer des réactions chimiques en temps réel, des matériaux de sonde et plus encore. Une fois terminé, le LCLS-II entamera son mandat en tant que laser à rayons X à électrons libres le plus grand et le plus brillant au monde.

Le LCLS-II offre une résolution encore meilleure que le LCLS d’origine, qui accélérait les électrons à température ambiante et générait 120 impulsions laser X par seconde. La machine améliorée accélère les électrons à des températures supraconductrices pour générer 1 million d’impulsions laser à rayons X par seconde. Jefferson Lab apporte une contribution importante au projet de mise à niveau et a fourni un total de 21 cryomodules pour la nouvelle partie supraconductrice de LCLS-II depuis le début des travaux en 2013.

L’accélérateur supraconducteur qui alimente la machine améliorée se compose de cryomodules. Les électrons parcourent les cryomodules, où ils sont chargés d’énergie supplémentaire. Ensuite, les aimants laissent les électrons zigzaguer leur énergie sous forme de rayons X. Le LCLS amélioré aura un total de 37 cryomodules. Parmi ceux-ci, 18 proviennent de Jefferson Lab (plus trois pièces de rechange), le reste de Fermilab, un autre contributeur clé.

« Les cryomodules LCLS-II sont les cryomodules les plus puissants jamais construits », a déclaré Joe Preble, chef d’équipe senior pour le projet LCLS-II au Jefferson Lab. « Nous avons dépassé la limite de performance pour ce type de technologie et l’avons transformé en un processus clé en main régulier. »

Jefferson Lab est l’un des principaux fournisseurs mondiaux de technologies d’accélérateurs supraconducteurs à radiofréquence et abrite le premier grand accélérateur SRF. Lorsque l’équipe de Jefferson Lab a aidé à concevoir, construire, tester et expédier ces cryomodules records pour LCLS-II, ils ont dû faire face à des défis sans précédent pour améliorer les performances de la technologie des cryomodules.

« Ces cryomodules très puissants sont sensibles à des choses dont nous n’avons jamais eu à nous soucier, comme nos procédures d’assemblage, la façon dont nous traitons les matériaux, la façon dont nous construisons les choses », a déclaré Preble.

Jefferson Lab a modifié ses installations pour accueillir les cryomodules, qui étaient de forme et de taille différentes des précédents. Le personnel de Jefferson Lab a même trouvé une nouvelle façon d’expédier les cryomodules finis après que certains se soient cassés pendant l’expédition.

« Nous avons examiné de nombreuses options différentes, de la location d’un avion de la NASA pour l’acheminer à la tentative de l’expédier par train ou par bateau », a déclaré Huque.

Au final, ils ont réussi à améliorer la sécurité sans retirer les cryomodules de la route. Le cryomodule nouvellement expédié de Jefferson Lab se trouve dans un lit de plumes et parcourra près de 3000 miles avec l’accélérateur linéaire LCLS-II à Menlo Park, en Californie, pendant 72 heures.

Cependant, le travail de Jefferson Lab pour améliorer le LCLS est susceptible d’être en cours. Une autre mise à niveau de cet accélérateur pourrait être en vue: LCLS-II HE (High Energy). Si ce projet obtient le feu vert, Jefferson Lab utilisera un processus plus récent pour construire entre 10 et 13 cryomodules supplémentaires. On s’attend à ce que ces cryomodules fonctionnent encore mieux que les 21 qu’ils viennent de terminer.

« Je pense que c’est l’un des plus grands signes que nous avons vraiment bien fait. Quelque chose qui était déjà ambitieux est maintenant poussé plus loin », a déclaré Huque. La mise à niveau HE, qui est l’aboutissement du travail du personnel du Jefferson Lab et du Fermilab, améliorera considérablement les performances du LCLS-II. « 

Cette livraison finale importante clôt le livre de Jefferson Lab sur la livraison de nouveaux cryomodules pour LCLS-II tandis que la recherche, le développement et le prototypage pour l’ES sont en cours. L’obtention du diplôme vient grâce à l’aide de beaucoup.

«Du personnel chargé des achats aux ingénieurs, scientifiques, techniciens et administrateurs, il est nécessaire que tous les laboratoires travaillent ensemble pour y parvenir», a déclaré Preble. « C’est une grande réussite et une démonstration de la façon dont le DOE doit continuer à travailler pour construire ces nouveaux grands projets. »


Un laser à rayons X amélioré montre son côté doux


Fourni par le Thomas Jefferson National Facility

Citation: Accelerator mène une à le pays pour permettre une mise à niveau du laser (2020, 21 novembre) qui sera disponible le 21 novembre 2020 sur https://phys.org/news/2020-11-cross-country -trek-enable-laser.html a été obtenu

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