De Spallation Neutronenbron van het Oak Ridge National Laboratory van het Department of Energy heeft een nieuw record gebroken door de eerste neutronenproductiecyclus in het fiscale jaar 2019 te beëindigen op het ontwerpvermogensniveau van 1,4 megawatt.

Een hoger vermogen levert meer neutronen op voor onderzoekers die de faciliteit gebruiken om een ​​breed scala aan materialen te bestuderen. De prestatie markeert een nieuwe operationele mijlpaal voor neutronenverstrooiing in de VS en opent de deur naar het bestuderen van aanzienlijk kleinere materialen met een grotere complexiteit.

"De werking van SNS op 1,4 megawatt deze cyclus is een uitstekende prestatie geweest, " zei Paul Langan, Associate laboratoriumdirecteur voor neutronenwetenschappen. "Het weerspiegelt de volwassenheid van onze faciliteit en het hoge niveau van technische uitmuntendheid van onze engineering, operationeel en wetenschappelijk personeel."

De vermogenstoename werd mogelijk gemaakt door de combinatie van uitgebreide verbeteringen aan de lineaire versneller, inclusief de recente vervanging van de radiofrequentie-quadrupool - de eerste versnellende structuur van de frontend-assemblage van de versneller, evenals verbeteringen aan de doelstelling voor vloeibaar kwik. Door aanpassingen aan het doelvat, zoals gasinjectie van heliumbellen in de kwikstroom van het doelwit, werd de spanning die wordt veroorzaakt door de immense hoogenergetische pulsen van de straal aanzienlijk verminderd. In aanvulling, het operationele team van SNS heeft een in 2016 ontwikkeld Target Management Plan uitgevoerd dat de weg vrijmaakt voor hogere bevoegdheden door drie doelen per jaar te hanteren voor duurzame betrouwbaarheid.

Gebouwd in 2006, SNS is een unieke gepulseerde versneller-gebaseerde neutronenverstrooiingsfaciliteit die duizenden onderzoekers over de hele wereld krachtige state-of-the-art mogelijkheden biedt om energie en materialen op atomaire schaal te bestuderen.

De faciliteit produceert neutronen door protonen door een lineaire versneller en in een vloeibaar kwikdoel te lanceren. Bij impact, er wordt een "spall" van neutronen gecreëerd die vervolgens naar omliggende krachtige instrumenten worden gestuurd. Neutronen verstrooien atomen binnen een monster, het onthullen van fundamentele informatie over hoe de atomen in het systeem zich gedragen en hoeveel afstand er tussen hen is.

Wetenschappelijke ontdekkingen die alleen mogelijk zijn gemaakt door neutronen bij SNS omvatten ongekende inzichten in het exotische gedrag van het magnetische Majorana-fermion - een veelbelovende bouwsteen voor topologische kwantumcomputers; beperking van luchtverontreiniging door het karakteriseren van het vermogen van een metaal-organisch raamwerk om schadelijk stikstofdioxide uit de atmosfeer te verwijderen; en eerste-of-a-kind experimenten die real-time in-situ metingen uitvoeren op een draaiende gasmotor.