La fuente de espalación de neutrones en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge del Departamento de Energía ha alcanzado un nuevo hito al operar un ciclo completo de producción de neutrones a 1,3 megavatios.

Alcanzar el nivel de potencia récord con una notable disponibilidad del rayo del acelerador del 94 por ciento establece una nueva línea de base de operación, así como un camino para operar de manera confiable a potencias más altas. El aumento de potencia ofrece a los investigadores la capacidad de realizar análisis científicos más rápidos utilizando neutrones en más tipos de materiales.

SNS, una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE, inició operaciones en 2006 y actualmente es la instalación de dispersión de neutrones basada en aceleradores pulsados ​​más potente del mundo, utilizado por los científicos para revelar propiedades y comportamientos fundamentales de la energía y los materiales a escala atómica. Las contribuciones de neutrones en SNS han dado lugar a avances en dispositivos electrónicos, mejor entrega de fármacos, y materiales de construcción más resistentes para la infraestructura de transporte.

La instalación acelera los protones a casi un 90 por ciento de la velocidad de la luz a través de un acelerador lineal y en un anillo que comprime el pulso de protones en un factor de 1. 000. Los protones chocan con un objetivo de mercurio líquido, lo que crea una "dispersión" de neutrones que fluyen hacia poderosos instrumentos donde los científicos miden las interacciones de los neutrones con una variedad de materiales.

Las operaciones continuas y confiables a 1.3MW durante el último ciclo de producción de 12 semanas de SNS fueron habilitadas por un módulo objetivo de acero inoxidable más robusto y una serie de mejoras en los sistemas aceleradores que permitieron una mayor corriente y energía de protones. SNS ha alcanzado niveles de potencia de hasta 1,4 MW, pero esta es la primera vez que la instalación ha mantenido niveles tan altos como 1.3MW durante un período de tiempo previsto.

Los científicos e ingenieros de Oak Ridge han extendido la vida útil de los objetivos del SNS al estudiar el rendimiento de los objetivos anteriores y realizar ajustes como la inyección de pequeñas burbujas de gas helio en el flujo de mercurio líquido del recipiente objetivo, una mejora que reduce las tensiones de impacto causadas por el Haz de protones.

En 2016, SNS implementó un plan de gestión de objetivos para capturar datos de rendimiento e incorporar mejoras de diseño en nuevos objetivos, que actualmente se instalan aproximadamente tres veces al año. Desde la implementación del plan, cada objetivo se ha desempeñado de manera confiable de acuerdo con su diseño previsto.

Como se planeó, SNS operará el próximo ciclo de producción de neutrones a 1,4MW.