A Fonte de Nêutrons de Spallation no Laboratório Nacional de Oak Ridge do Departamento de Energia quebrou um novo recorde ao encerrar seu primeiro ciclo de produção de nêutrons no ano fiscal de 2019 em seu nível de potência de projeto de 1,4 megawatts.

Maior potência fornece mais nêutrons para pesquisadores que usam a instalação para estudar uma ampla gama de materiais. A conquista marca um novo marco operacional para o espalhamento de nêutrons nos EUA e abre a porta para o estudo de materiais significativamente menores com maior complexidade.

"A operação do SNS em 1,4 megawatts neste ciclo foi uma conquista notável, "disse Paul Langan, Diretor de Laboratório Associado para Ciências Neutron. “Isso se reflete na maturidade de nossas instalações e no alto nível de excelência técnica de nossa engenharia, pessoal operacional e científico. "

O aumento de potência foi possibilitado pela combinação de amplas melhorias no acelerador linear, incluindo a recente substituição do quadrupolo de radiofrequência - a primeira estrutura de aceleração do conjunto front-end do acelerador, bem como melhorias na meta de mercúrio líquido. Incorporar modificações no vaso alvo, como injeção de gás de bolhas de hélio no fluxo de mercúrio do alvo, reduziu significativamente as tensões induzidas pelos imensos pulsos de alta energia do feixe. Além disso, a equipe de operações do SNS executou um Plano de Gestão de Metas desenvolvido em 2016 que abre caminho para poderes superiores operando três metas por ano para confiabilidade sustentável.

Construído em 2006, SNS é um mecanismo único de espalhamento de nêutrons baseado em acelerador pulsado que fornece recursos de última geração para milhares de pesquisadores em todo o mundo para estudar energia e materiais em escala atômica.

A instalação produz nêutrons lançando prótons por um acelerador linear e em um alvo de mercúrio líquido. Após o impacto, uma "fragmentação" de nêutrons é criada e enviada para os instrumentos de alta potência ao redor. Nêutrons espalham átomos dentro de uma amostra, revelando informações fundamentais sobre como os átomos dentro do sistema estão se comportando e qual a distância entre eles.

As descobertas científicas apenas possibilitadas pelos nêutrons no SNS incluem percepções sem precedentes sobre o comportamento exótico do férmion magnético de Majorana - um bloco de construção promissor para a computação quântica topológica; mitigação da poluição do ar, caracterizando a capacidade de um material de estrutura orgânica de metal para remover dióxido de nitrogênio prejudicial da atmosfera; e experimentos inéditos realizando medições in situ em tempo real em um motor movido a gás em funcionamento.