21:52
Comentarii Adauga Comentariu

_ Cavitatea de accelerare răcită prin conducție se dovedește fezabilă pentru aplicații comerciale

_ Cavitatea de accelerare răcită prin conducție dovedește fezabil pentru aplicații comerciale

De la televizoare la aparate cu raze X, multe tehnologii moderne sunt activate de electroni care au fost extrași de un accelerator de particule. Acum, Thomas Jefferson National Accelerator Facility din cadrul Departamentului de Energie al SUA a colaborat cu General Atomics și alți parteneri pentru a debloca și mai multe aplicații prin explorarea procesului de proiectare, prototipare și testare a acceleratoarelor de particule care sunt mai puternice și mai eficiente, în același timp mai puțin costisitoare și voluminoase. .

Cercetarea a inclus proiectarea și fabricarea elementelor cruciale ale unui prototip de accelerator de particule, care include componente de răcire comerciale avansate și materiale supraconductoare noi. Prototipul a fost testat cu succes, demonstrând fezabilitatea designului pentru aplicații comerciale. Lucrarea a fost publicată recent în Physical Review Accelerators and Beams.

Membrii echipei de la Jefferson Lab au o experiență vastă în construirea de acceleratoare de particule avansate pentru cercetarea de bază. Pentru acest proiect, Jefferson Lab a subcontractat cu General Atomics pentru a începe să treacă dincolo de aplicațiile tehnologiei în cercetarea de bază pentru a căuta posibile beneficii societale.

Cercetătorii au început munca concentrându-se pe componentele acceleratorului de radiofrecvență supraconductoare (SRF) numite cavități rezonante la Jefferson Lab. Acceleratoarele de particule construite pe cavități SRF permit unele dintre cele mai puternice mașini de cercetare din lume, inclusiv instalația de accelerare a fasciculului de electroni continuu a Jefferson Lab. CEBAF este o facilitate pentru utilizatori DOE Office of Science care este dedicată dezvăluirii structurilor subiacente ale protonilor și neutronilor din nucleul atomului.

Acceleratorii de particule extrag electronii oferindu-le energie suplimentară măsurată în electroni-volți (eV). ), „accelerând” astfel electronii. Electronii, accelerați într-un mod similar ca în CEBAF, dar la o scară mult mai mică, pot fi folosiți pentru a reda imagini pe un ecran de televizor, pentru a face raze X pentru a face imagini pacienților sau pentru a curăța apele uzate și gazele de ardere.

În timp ce cavitățile SRF sunt foarte eficiente în accelerarea fasciculelor de particule, aceste sisteme pot fi foarte costisitoare de construit și de rulat. Una dintre cele mai mari cheltuieli este cerințele lor de răcire. Într-o mașină de cercetare tipică, de exemplu, cavitățile SRF trebuie să fie extrem de reci - la 2 Kelvin sau -456 ° F, ceea ce este doar câteva grade peste zero absolut - pentru a obține cea mai eficientă operație supraconductivă.

„Mijlocul tipic de răcire a unei cavități SRF este cu un sistem mare numit o instalație de criogenie cu heliu lichid. Aceste sisteme sunt costisitoare de instalat și de operat”, a spus Drew Packard, om de știință la divizia de Energie de fuziune magnetică (MFE) a General Atomics, care colaborează la proiect.

Heliul este în mod obișnuit recunoscut drept gazul folosit pentru a face baloane plutitoare, deoarece este mai ușor decât aerul. Heliul lichefiat, menținut sub 4,2 Kelvin, este elementul de alegere pentru a răci cavitățile supraconductoare la temperaturile lor foarte scăzute. Heliul curge peste suprafața exterioară a cavităților într-un proces numit convecție, eliminând căldura și menținând temperatura scăzută. Acest proces este similar cu modul în care funcționează un aparat de aer condiționat.

Crioplantele necesare pentru a menține heliul la această temperatură scăzută sunt complicate de proiectat și de operat, așa cum a menționat Packard. Heliul este, de asemenea, o resursă relativ rară, neregenerabilă, cu un proces de fabricație complex.

Echipa General Atomics a proiectat și testat un criostat orizontal care, în schimb, răcește cavitățile folosind răcirea prin conducție. Sistemul folosește sisteme criogenice gata făcute numite „cryocooler”. Aceste dispozitive sunt deja utilizate pe scară largă pentru a răci magneții supraconductori în aparatele de imagistică prin rezonanță magnetică (IRM) din spitale.

Pot fi atinse temperaturi foarte scăzute în timp ce se elimină cantități substanțiale de căldură prin montarea „capului rece” foarte conductiv al răcitorului criogen direct în cavitate. Puterea de răcire a criocoolerelor comerciale a crescut constant în ultimii ani, cu până la 5 W la 4,2 Kelvin disponibile în prezent.

„Una dintre tehnologiile inovatoare este capacitatea de a răci cavitatea prin conducție cu acestea. dispozitive comerciale compacte, în loc să aibă instalații de răcire criogenică mari, complexe și mai scumpe”, a declarat Gianluigi „Gigi” Ciovati, om de știință al echipei Jefferson Lab, care conduce proiectul. „Crioplantele cu heliu lichid nu vor fi necesare pentru sistemul la care lucrăm.”

În timp ce heliul lichid va continua să joace un rol important pentru acceleratorii mari care efectuează cercetări de bază și aplicate, tehnicile de răcire conductivă fără heliu va deschide calea pentru tehnologii mai compacte care pot servi în alte scopuri.

Prototiparea cavității

Sistemul conceput de echipă a încorporat și câteva progrese de ultimă generație. ca câteva noi. În primul rând, proiectarea cavității acceleratorului de particule la care a lucrat la Jefferson Lab a avut câteva caracteristici speciale.

La fel ca majoritatea cavităților acceleratorului de particule SRF, a fost realizat dintr-un material numit niobiu. Niobiul devine supraconductor la temperaturi apropiate de zero absolut. Cu toate acestea, această cavitate prototip avea un strat dintr-un material special de niobiu-staniu (Nb3Sn) adăugat la suprafața sa interioară. Niobiul-staniu devine supraconductor la o temperatură mai mare decât cea a niobiului pur. Folosirea acestui material a însemnat că cavitatea acceleratorului ar putea funcționa eficient la mai mult de două ori mai mult decât temperaturile scăzute necesare pentru niobiul obișnuit – dincolo de 4 Kelvin.

Exteriorul designului prototipului cavității acceleratorului de particule a primit, de asemenea, o atenție specială. Mai întâi a primit un strat subțire (2 mm) de placare de cupru. Apoi a fost împânzit cu trei urechi de cupru, unde sistemele de răcire criogenă puteau fi atașate la cavitate. În cele din urmă, a primit un strat gros de placare de cupru (5 mm). La fel ca într-o oală de gătit, placarea ajută cavitatea să transfere cu ușurință căldura.

„Practic, am construit o pătură termică de cupru pe exteriorul cavității printr-o combinație de pulverizare la rece și galvanizare. Acest lucru oferă un cale de conductivitate termică ridicată pentru ca căldura generată pe suprafața interioară să se deplaseze către suprafața exterioară și apoi spre criocooler", a explicat Ciovati.

O cavitate prototip a fost testată pentru prima dată la Jefferson Lab într-o baie de heliu lichid la 4,3 Kelvin (-452 ° F). Acest lucru este similar cu testarea de performanță pe care o va primi o cavitate de accelerare înainte de a fi instalată într-o mașină de cercetare. Testele stabilesc o linie de referință pentru performanța așteptată.

O cavitate prototip echipată în mod similar a fost apoi expediată către General Atomics pentru testele sale într-un prototip de criostat orizontal, similar cu un criomodul utilizat în acceleratoarele de particule bazate pe SRF.

p>

„Mai întâi, criostatul a fost evacuat de aer, iar apoi cavitatea a fost răcită sub pragul său de supraconductor și excitată cu un mic semnal RF pentru a demonstra gradientul de accelerare electrică”, a spus Packard. „Prin diagnosticare, am demonstrat că performanța cavității răcite prin conducție a atins aceleași specificații ca și testele anterioare cu heliu lichid efectuate la Jefferson Lab.”

În timp ce a fost răcită la aproximativ 4 Kelvin de doar trei criocooler comerciale atașate, componenta a atins un câmp magnetic de suprafață de vârf de 50 miliTesla, cel mai mare obținut vreodată în acest tip de configurație, oferind în același timp o funcționare stabilă.

Rezultatul îndeplinește cerințele pentru un accelerator capabil să producă electroni cu un 1 Câștig de energie MeV (1 milion de electroni-volți), care ar putea fi utilizat în aplicații de remediere a mediului. Fasciculele de electroni din apropierea acestei energii sunt utile pentru alte procese industriale, cum ar fi prelucrarea materialelor sau imagistica.

"Fasciculele de electroni sunt utile într-o varietate de aplicații comerciale. Această tehnologie compactă a acceleratorului supraconductor are un potențial considerabil pentru remedierea mediului, un exemplu fiind purificarea apei", a spus Packard. „Apa netratată poate conține concentrații nesigure de substanțe chimice, cum ar fi produsele farmaceutice sau PFAS, precum și agenți patogeni dăunători, cum ar fi E. coli sau salmonella. Fasciculele de electroni sunt foarte eficiente în distrugerea și descompunerea moleculelor complexe și a substanțelor organice în particule mai bazice, care sunt mai puține. care amenință sănătatea umană și mediul.”

„Acceleratoarele pe care le imaginăm sunt capabile să furnizeze între unu și 10 MeV”, a spus Ciovati. „Acest prototip este încă puțin mai mic decât atât, dar demonstrează că acest design inovator, cu capacitatea de a răci cavitățile cu aceste dispozitive comerciale, este fezabil.”

Prin proiectarea, construirea și operarea cu succes a Prototip de accelerator de particule cu o combinație de piese fabricate în industrie și criocooler-uri comerciale cu conducție disponibile, cele două echipe au făcut un pas mare către transformarea acceleratoarelor SRF eficiente, compacte și fiabile în realitate pentru aplicațiile comerciale.

"A existat o implicare destul de mare cu partenerii industriali - de la fabricarea cavitatii si productie pana la testarea finala. Am fost foarte impresionat si multumit de cantitatea de expertiza tehnica, cunostinte si angajament pe care le-am gasit in toti partenerii industriali. Am lucrat cu", a spus Ciovati.

Următorul pas este să ne concentrăm pe o combinație de îmbunătățiri ale designului și teste ulterioare.

"Vom evalua consumul de energie mai mare. cavități care permit o penetrare mai profundă a fasciculului de electroni în materiale”, a spus Packard. „Ne concentrăm, de asemenea, pe construirea întregului sistem prin integrarea criomodulului cu subsisteme suplimentare, precum și pe investigarea modalităților de a face sistemul mai ieftin.”


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Ceremonia de deschidere a Jocurilor Olimpice de pe Sena ar putea fi CASATĂ, recunoaște Emmanuel Macron... deoarece amenințarea teroristă ISIS la meciurile din Liga Campionilor pune Parisul în alertă „plan B și C”

_ Conflictul azero-armean continuă la CIJ: Armenia duce o campanie mediatică împotriva Azerbaidjanului

_ „This Memory Holling Bull$hit Makes Me Make Ballistic” – Cel mai mare festival satirical de până acum al lui CJ Hopkins

_ Poli Iaşi, despre Luca Mihai, accidentat în meciul cu Dinamo: Are multiple fracturi craniene

_ Gestul șocant făcut de afaceristul turc, după ce a ucis-o pe Mirela și a aruncat-o lângă autostradă

_ Doi bărbați cu arsuri după un incendiu în Iași

_ Ruptură majoră între SUA și Zelenski dezvăluită de WP: președintele ucrainean e 'iritat' de pretențiile americanilor și refuză recomandările lor

_ Cronica unui atac anunțat și o situație fără precedent: Cum a devenit Biden primul președinte american care a apărat direct Israelul de furia Iranului

Iată unde ne-a dus 30 de ani de guvernare PSD PNL-PD Ministrul Sănătăţii: Sunt două milioane de români fără asigurare de sănătate

_ Proiectarea configuraţiei ideale pentru camera de zi (P)

_ Ucraina susține că apără și România de 'teroarea aeriană rusă': 'Daţi-ne ceea ce avem nevoie, iar noi vom face restul'

_ Surpriză după denunțul la DNA! Dumitru Buzatu, plasat în arest la domiciliu

_ Ar putea fi arestat proprietarul Pub Al Murray din cauza noii legi din Scoția privind infracțiunile motivate de ură? Stand-up susține că legislația îi expune pe comedianți în riscul de a fi pedepsiți pentru călușuri cu limba în obraz

_ Molly Magpie se întoarce în sfârșit acasă - după ce pasărea a fost luată brusc de autoritățile sălbatice

_ Scarlett Moffatt suferă o defecțiune jenantă a garderobei în timpul finalului Ant & Dec's Saturday Night Takeaway, dar continuă ca și cum nimic nu s-ar fi întâmplat

_ Austriecii chiar cred că în România este Vestul Sălbatic: au sfidat autoritățile și au adus substanțe interzise

_ Politica climatică elvețiană în centrul atenției după hotărârea judecătorească

UK. Tratament pentru menopauză. Femeile din zonele mai bogate au de două ori mai multe șanse de a primi HRT, arată cercetările

_ Ultimă oră – Premierul Netanyahu a cerut armatei 'lista neagră': posibile ținte de atacat în Iran drept răzbunare după ultimele lovituri (presă)

_ CTP îl torpilează pe Cîrstoiu: 'Prostălău agresiv, corupt, plin de bani, nesimțit, mincinos, arogant'

_ Regizorul de teatru îi acuză pe actori apți că „se strecoară” și joacă roluri cu dizabilități pe fondul reacțiilor la distribuția lui Richard al III-lea la Shakespeare’s Globe

_ Iranienii au căzut în plasa SUA: țările care au 'trădat' Teheranul în atacul împotriva Israelului / O nouă alianță strategică a fost formată (WSJ)

_ Vladimir Putin va avea cu ce se lăuda pe 9 mai. Rusia și-a schimbat tactica atacurilor masive lansate asupra Ucrainei

_ Aceasta este dovada panterei din Worcestershire? Un șofer a rămas uimit după ce a zărit „pisica mare” care se plimba prin mediul rural și a lăsat în urmă urme de labe

_ Ambarcațiuni mici care conțineau peste 200 de migranți ilegali au încercat să traverseze Canalul în weekend, întărind cererile pentru zboruri controversate de deportare a Rwandei, deoarece proiectul de lege cu probleme revine astăzi la Comune.

_ VIDEO – Bătaie în Parlamentul din Georgia: pumni în cap și îmbrânceli între aleși. De la ce a început scandalul?

_ Alina Gorghiu bate cu pumnul în masă în procesul lui Vlad Pascu: NU avem nicio pârghie!

_ Facebook cenzurează Muzeul Auschwitz fotografie și semnalează imagini cu victimele lagărului morții pentru „promovarea nudității adulte și a activității sexuale”: Istoricii critică suprimarea „rănitoare și absurdă”

_ Israelul face un pas înapoi - Ce se întâmplă cu ofensiva de la Rafah după atacul iranian

_ Fulgere, ploi de ploaie ucid 41 de oameni în Pakistan

_ EXCLUSIV/ Gândurile lui Cristoiu, LIVE, de la ora 22.00, la Aleph News

_ Cum arată James Martin mai fericit ca niciodată, în timp ce revine după un an rollercoaster - și totul se datorează noii iubite antrenor personal Kim Johnson, 38 de ani, care are abdomene pentru care să moară și un fost soț FOARTE faimos!

_ Claire Sweeney „se simte ca și cum ar fi câștigat la loterie”, întâlnindu-se cu Ricky Hatton, în timp ce dragostea lor devine din ce în ce mai puternică după ce s-au îndrăgostit unul de celălalt pe Dancing On Ice

_ Mai multe avioane RAF sunt trimise în Orientul Mijlociu, deoarece Rishi Sunak îndeamnă Israelul să evite escaladarea ciocnirilor cu Iranul spunând că „capetele calme trebuie să prevaleze”

_ Starul NFL Travis Kelce st�rnește controverse după ce i-a plăcut fotografia cu Sage Steele și Donald Trump la evenimentul UFC

_ Două cadavre au fost găsite în căutarea mamelor din Kansas care au dispărut acum două săptămâni - în timp ce poliția arestează patru persoane pentru crimă și răpire, după ce „bazine de sânge” au fost găsite lângă mașina lor goală.

_ De ce omenirea rămâne atât de pierdută în ignoranță economică și război tribalistic

_ Familia a cărei mutare în străinătate a fost prezentată într-o emisiune de la Canalul 4 fuge înapoi în Marea Britanie după ce sătenii portughezi „și-au ucis animalele de companie și le-au trimis amenințări cu moartea”

_ BAT: Toleranță zero față de comercializarea produselor cu tutun și a țigărilor electronice către minori

_ Cabinetul de război din Israel se reuneşte din nou

_ Infamul Bronco alb al lui OJ Simpson, folosit în timpul urmăririi cu mașina, „se va lansa pe piață, deoarece proprietarii caută să aducă 1,5 milioane de dolari” la doar câteva zile după moartea sa

_ Comerțul cu cupru, în floare. Cum au reușit Rusia și China să fenteze sancțiunile occidentale și să nu mai plătească taxe

_ Camera votează luni seara la 18:30 pentru a ucide FISA Spionarea americanilor fără mandat � Sună-ți reprezentantul astăzi!� Numărul de mai jos

_ Israelul dorește să riposteze împotriva Iranului în coordonare cu SUA: Declarația cabinetului de război

_ Federation of Jewish Communities in Romania condemns Iran's attacks

_ PSD şi PNL depun candidatura lui Cătălin Cîrstoiu lunea viitoare - surse

_ RĂUL PUR: Administrația Biden a oferit îndrumări Iranului în atacul de sâmbătă cu drone și rachete asupra Israelului

_ Tîlvăr, discuţii cu ambasadorul SUA la Bucureşti despre modernizarea Bazei de la Mihail Kogălniceanu

_ Richard Gasquet a declarat forfait pentru turneul Ţiriac Open (ATP)

_ Ligia Deca explică subiectele la Bacalaureat: Elevii cu autism au capacitate intelectuală sporită!

_ VEZI: Ceartă majoră izbucnește �n Parlamentul Georgiei, �n timp ce membrii schimbă lovituri asupra proiectului de lege �agenților străini�

_ Combaterea „zgomotului” perturbator în comunicarea cuantică

_ Scottie Scheffler câștigă The Masters! Ludvig Aberg și Collin Morikawa, numărul 1 al lumii fierbinți, își asigură a doua sachetă verde în trei ani - și un premiu record de 3,6 milioane de dolari

_ CNN este greșit... Deflația este un lucru bun

_ FACIAS: Incompetența statului costă miliarde: FACIAS a aflat suma totală de plată în urma falimentului Euroins și City Insurace

_ Topul celor mai puternice zodii. Merg prin viață cu încredere și determinare

_ Ianis Hagi promite un EURO 2024 de vis pentru România

_ Oficiali cehi: Ucraina ar trebui să primească acelaşi sprijin ca şi Israelul după atacul din Iran

_ Aeroportul Internațional Brașov-Ghimbav va avea legături directe cu marile orașe din Europa

_ Wirtz și Xhaka „stau” la Leverkusen anul viitor, spune Rolfes


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14 Pag.15
Pag.16 Pag.17 Pag.18 Pag.19 Pag.20 Pag.21 Pag.22 Pag.23
Pag.24 Pag.25 Pag.26 Pag.27 Pag.28 Pag.29 Pag.30 Pag.31
Pag.32 Pag.33 Pag.34 Pag.35 Pag.36 Pag.37

Nr. de articole la aceasta sectiune: 2183, afisate in 37 pagini.



ieri 09:57