Als je ooit een complex model van LEGO's hebt gebouwd, je weet hoe waardevol het is om delen van dat model in stukken te assembleren voordat je ze aan het geheel bevestigt. Diezelfde strategie wordt gebruikt om de elektronenopslagring in het hart van de Advanced Photon Source (APS) te upgraden, een US Department of Energy Office of Science User Facility bij Argonne National Laboratory.

Het APS Upgrade-project heeft onlangs een belangrijke mijlpaal bereikt met de eerste oefenmontage van een module met krachtige magneten. Uiteindelijk zullen 200 modules vergelijkbaar met deze de nieuwe opbergring vormen. Een team van ingenieurs en riggers gebruikte zware kranen om magneten op te tillen, sommige wogen duizenden ponden, en verbind ze met een gietijzeren ligger en betonnen plint om een ​​module te vormen. Deze module wordt de komende weken meerdere keren gedemonteerd en weer in elkaar gezet om het proces zo soepel mogelijk te laten verlopen.

De nieuwe opbergring bevat 1, 321 krachtige magneten, sommige zo groot als een koelkast in een slaapzaal, maar net zo zwaar als een SUV. Er zijn 15 verschillende soorten magneten inbegrepen in de upgrade, die allemaal samenwerken om een ​​elektronenstraal te sturen en te focussen terwijl deze door de bestaande APS-tunnel circuleert, met een omtrek van meer dan 2/3 mijl. Deze elektronen worden gebruikt om röntgenstralen te creëren voor meer dan 60 bundellijnen rond de ring, en met de nieuwe magneten die die elektronen in een strakke bundel concentreren, de röntgenstralen zullen tot 500 keer helderder zijn dan die welke momenteel bij het APS worden gebruikt.

Elk van die magneten, zodra het in Argonne aankomt, moet worden getest om ervoor te zorgen dat het magnetische veld voldoet aan de strenge eisen voor de upgrade. Vervolgens worden de magneten op plinten gemonteerd, en elke magneet moet precies uitgelijnd zijn met zijn buren. De toegestane afwijking is 30 micron, ongeveer de helft van de breedte van een mensenhaar.

"Elk van deze grote magneetassemblages vormt een module en er zijn vijf modules in een sector, " legde Jeremy Nudell uit, de werktuigbouwkundige die verantwoordelijk is voor de pre-installatie van de opslagring. "Er zijn 40 sectoren rond de ring, en we zullen elke sector één module tegelijk samenstellen."

Nudell merkte op dat deze oefenmontage niet het vacuümsysteem omvat, die de elektronenstraal zal omringen met een luchtdichte buis, voorkomen dat de straal verdwijnt als gevolg van interactie met de atmosfeer. Zodra het vacuümsysteem is vervaardigd, het upgradeteam zal het toevoegen aan het montageproces.

"In de komende zes maanden zullen we onze procedure voor het monteren en uitlijnen van deze magneten afronden, en als de vacuümsystemen arriveren, we zullen die procedures ook afronden, ' zei Nudell.