A Fonte de Nêutrons de Spallation no Laboratório Nacional de Oak Ridge do Departamento de Energia atingiu um novo marco ao operar um ciclo completo de produção de nêutrons a 1,3 megawatts.

Alcançar o nível de potência recorde com uma notável disponibilidade do feixe do acelerador de 94 por cento estabelece uma nova linha de base de operação, bem como um caminho para operar de forma confiável em potências mais altas. O aumento da potência oferece aos pesquisadores a capacidade de conduzir análises científicas mais rápidas usando nêutrons em mais tipos de materiais.

SNS, um DOE Office of Science User Facility, iniciou suas operações em 2006 e é atualmente a instalação de espalhamento de nêutrons baseada em acelerador pulsado mais poderosa do mundo, usado por cientistas para revelar propriedades e comportamentos fundamentais de energia e materiais em escala atômica. As contribuições de nêutrons no SNS resultaram em avanços em dispositivos eletrônicos, entrega melhorada de drogas, e materiais de construção mais fortes para infraestrutura de transporte.

A instalação acelera prótons em quase 90 por cento da velocidade da luz em um acelerador linear e em um anel que comprime o pulso de prótons por um fator de 1, 000. Os prótons colidem com um alvo de mercúrio líquido, que cria um "spall" de nêutrons que fluem para instrumentos poderosos onde os cientistas medem as interações dos nêutrons com uma variedade de materiais.

As operações contínuas e confiáveis ​​de 1,3 MW durante o último ciclo de produção de 12 semanas da SNS foram habilitadas por um módulo alvo de aço inoxidável mais robusto e uma série de melhorias nos sistemas aceleradores que permitiram maior corrente de prótons e energia. SNS atingiu níveis de potência tão altos quanto 1,4 MW, mas esta é a primeira vez que a instalação sustentou níveis tão altos quanto 1,3 MW ao longo de um período de tempo previsto.

Os cientistas e engenheiros do Oak Ridge estenderam a vida útil dos alvos SNS estudando o desempenho dos alvos anteriores e fazendo ajustes como a injeção de pequenas bolhas de gás hélio no fluxo de mercúrio líquido do vaso alvo - uma melhoria que reduz as tensões de impacto causadas pelo feixe de prótons.

Em 2016, SNS implementou um Plano de Gestão de Alvos para capturar dados de desempenho e incorporar melhorias de design em novos alvos, que atualmente são instalados cerca de três vezes por ano. Desde a implementação do plano, cada alvo teve um desempenho confiável de acordo com o projeto pretendido.

Como planejado, SNS irá operar o próximo ciclo de produção de nêutrons em 1,4 MW.