La fuente de neutrones de espalación en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge del Departamento de Energía ha batido un nuevo récord al finalizar su primer ciclo de producción de neutrones en el año fiscal 2019 con su nivel de potencia de diseño de 1,4 megavatios.

Una mayor potencia proporciona más neutrones para los investigadores que utilizan la instalación para estudiar una amplia gama de materiales. El logro marca un nuevo hito operativo para la dispersión de neutrones en los EE. UU. Y abre la puerta al estudio de materiales significativamente más pequeños con mayor complejidad.

"El funcionamiento de SNS a 1,4 megavatios en este ciclo ha sido un logro sobresaliente, "dijo Paul Langan, Director Asociado de Laboratorio de Ciencias Neutrónicas. "Refleja la madurez de nuestras instalaciones y el alto nivel de excelencia técnica de nuestra ingeniería, personal operativo y científico ".

El aumento de potencia fue posible gracias a la combinación de amplias mejoras en el acelerador lineal, incluido el reciente reemplazo del cuadrupolo de radiofrecuencia, la primera estructura de aceleración del conjunto de interfaz del acelerador, así como mejoras en la meta de mercurio líquido. La incorporación de modificaciones en el recipiente del objetivo, como la inyección de gas de burbujas de helio en el flujo de mercurio del objetivo, redujo significativamente las tensiones inducidas por los inmensos pulsos de alta energía del rayo. Además, El equipo de operaciones del SNS ejecutó un Plan de Gestión de Objetivos desarrollado en 2016 que allana el camino para potencias superiores al operar tres objetivos al año para una confiabilidad sostenible.

Construido en 2006, SNS es una instalación única de dispersión de neutrones basada en acelerador pulsado que proporciona potentes capacidades de vanguardia a miles de investigadores de todo el mundo para estudiar la energía y los materiales a escala atómica.

La instalación produce neutrones lanzando protones por un acelerador lineal hacia un objetivo de mercurio líquido. Tras el impacto, Se crea un "fragmento" de neutrones que luego se envían a los instrumentos circundantes de alta potencia. Los neutrones se dispersan de los átomos dentro de una muestra, revelando información fundamental sobre cómo se comportan los átomos dentro del sistema y cuánta distancia hay entre ellos.

Los descubrimientos científicos que solo son posibles gracias a los neutrones en el SNS incluyen conocimientos sin precedentes sobre el comportamiento exótico del fermión magnético de Majorana, un pilar prometedor para la computación cuántica topológica; mitigación de la contaminación del aire caracterizando la capacidad de un material de estructura organometálico para eliminar el dióxido de nitrógeno nocivo de la atmósfera; y experimentos únicos que realizan mediciones in situ en tiempo real en un motor de gasolina en funcionamiento.