Ingegneri e rigger APS Upgrade (Specialista di ingegneria meccanica Jeremy Nudell, Piloti/rigger Ryan Roberts e Brian McFadden, Il principale ingegnere meccanico Ken Volin e il principale specialista in ingegneria meccanica Ralph Bechtold, L-R) accanto al primo modulo assemblato di magneti che costituirà il nuovo anello di accumulo per Advanced Photon Source. Ci saranno 200 moduli assemblati e trasportati all'APS durante il progetto di aggiornamento. Credito:JJ Starr/Laboratorio nazionale Argonne
Se hai mai costruito un modello complesso con i LEGO, conosci il valore di assemblare parti di quel modello in pezzi prima di attaccarle al tutto. La stessa strategia viene utilizzata per aggiornare l'anello di accumulo di elettroni nel cuore dell'Advanced Photon Source (APS), una struttura per gli utenti dell'Ufficio della scienza del Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti presso l'Argonne National Laboratory.
Il progetto APS Upgrade ha recentemente raggiunto un traguardo significativo con il primo assemblaggio pratico di un modulo di potenti magneti. In definitiva 200 moduli simili a questo andranno a comporre il nuovo anello di accumulo. Un team di ingegneri e rigger ha utilizzato gru pesanti per sollevare magneti, alcuni pesano migliaia di libbre, e collegarli a una trave in ghisa e un plinto in cemento per formare un modulo. Questo modulo verrà smontato e rimontato più volte nelle prossime settimane per garantire che il processo sia il più agevole possibile.
Il nuovo anello di stoccaggio includerà 1, 321 potenti magneti, alcuni hanno le dimensioni di un frigorifero in un dormitorio ma pesano quanto un SUV. Ci sono 15 diversi tipi di magneti inclusi nell'aggiornamento, tutti lavorano insieme per guidare e focalizzare un fascio di elettroni mentre circola intorno al tunnel APS esistente, che si estende per più di 2/3 di miglio di circonferenza. Questi elettroni vengono utilizzati per creare raggi X per più di 60 linee di luce attorno all'anello, e con i nuovi magneti che focalizzano quegli elettroni in un fascio stretto, i raggi X saranno fino a 500 volte più luminosi di quelli attualmente utilizzati presso l'APS.
Questa immagine mostra il percorso che il fascio di elettroni prenderà attraverso il centro dei magneti di focalizzazione e flessione mentre circola attorno all'anello di immagazzinamento APS aggiornato. Ciascuno dei 1, 321 magneti che costituiranno l'anello di accumulo devono essere allineati con i suoi vicini entro la metà della larghezza di un capello umano. Credito:Ken Volin/Laboratorio nazionale Argonne
Ognuno di quei magneti, una volta arrivato ad Argonne, deve essere testato per garantire che il suo campo magnetico soddisfi i severi requisiti per l'aggiornamento. Quindi i magneti verranno montati su gruppi di plinti, e ogni magnete deve allinearsi con precisione con i suoi vicini. Il disallineamento consentito è di 30 micron, circa la metà della larghezza di un capello umano.
"Ognuno di questi grandi assemblaggi di magneti forma un modulo e ci sono cinque moduli per settore, "ha spiegato Jeremy Nudell, lo specialista in ingegneria meccanica responsabile del montaggio della preinstallazione dell'anello di accumulo. "Ci sono 40 settori intorno all'anello, e assembleremo ogni settore un modulo alla volta."
Il conducente/rigger Brian McFadden utilizza una gru per sollevare un magnete quadrupolo da 660 libbre, il magnete finale per completare il primo assemblaggio pratico per l'aggiornamento della sorgente fotonica avanzata. Credito:JJ Starr/Laboratorio nazionale Argonne
Nudell ha notato che questa pratica assemblea non include il sistema del vuoto, che circonderà il fascio di elettroni con un tubo ermetico, impedendo al raggio di dissiparsi a causa dell'interazione con l'atmosfera. Una volta realizzato il sistema per il vuoto, il team di aggiornamento lo aggiungerà al processo di assemblaggio.
"Nei prossimi sei mesi metteremo a punto la nostra procedura per montare e allineare questi magneti, e quando arrivano i sistemi del vuoto, metteremo a punto anche queste procedure, " ha detto Nudell.
