Il nuovo progetto di acceleratore completa con successo il test di trasporto transatlantico

13 dicembre 2022 | Madeleine O'Keefe

Il fascio di neutrini più potente del mondo è sempre più vicino a diventare realtà. Il progetto Proton Improvement Plan II, o PIP-II, ha raggiunto una pietra miliare in ottobre quando ha eseguito con successo un test di trasporto di un "carico fittizio" tra il Fermi National Accelerator Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, fuori Chicago, e il Daresbury Laboratory in Inghilterra, fuori Chicago. di Liverpool. Il test ha convalidato il sistema che i ricercatori utilizzeranno per spedire i delicati criomoduli che costituiranno gran parte di un nuovo acceleratore lineare di protoni al Fermilab. La nuova macchina alimenterà la produzione di neutrini per il Deep Underground Neutrino Experiment.

I membri della collaborazione internazionale PIP-II provenienti da Regno Unito, Francia e India svilupperanno, produrranno e assembleranno i criomoduli necessari per il progetto, il cui completamento è previsto per il 2028. Per garantire che i criomoduli completati raggiungano in sicurezza il Fermilab, il team PIP-II sta conducendo test approfonditi di trasporto con largo anticipo.

Il telaio sale sull'aereo cargo all'O'Hare. Foto: Brian Hartsell, Fermilab

Per il primo test all’inizio di quest’anno, i collaboratori del PIP-II hanno assemblato un telaio di trasporto che fungerà da modello per l’eventuale telaio di trasporto del criomodulo e lo hanno testato su un’autostrada. Il team PIP-II del Science and Technology Facilities Council of UK Research and Innovation, o STFC UKRI, con il contributo del Fermilab, ha guidato la progettazione del telaio.

A scopo di test, il team ha caricato il telaio con un analogo del criomodulo chiamato carico fittizio: blocchi di cemento con le dimensioni, il peso e i punti di montaggio del criomodulo reale, che sarà lungo 10 metri e peserà 27.500 libbre, o 12.500 chilogrammi.

L'ultimo test, il primo viaggio transatlantico del telaio, è iniziato il 23 settembre presso l'Industrial Center Building del Fermilab a Batavia, Illinois. Lì, il team ha installato il carico fittizio e lo ha fissato all’interno del telaio di trasporto, proprio come farebbe un criomodulo. Hanno inoltre dotato il sistema di sensori per catturare gli shock osservati durante il test.

Il 26 settembre, il telaio ha lasciato il Fermilab a Batavia e ha viaggiato su un rimorchio fino all'aeroporto internazionale O'Hare di Chicago. Due giorni dopo fu caricato su un aereo cargo e partì per il Lussemburgo; L'aeroporto di Lussemburgo è il quartier generale e l'hub di una compagnia aerea di trasporto merci, quindi tutti i voli cargo devono prima passare attraverso il piccolo paese. All’aeroporto di Lussemburgo, diversi membri del team del Fermilab PIP-II hanno incontrato il telaio. Usando una grande gru, l'hanno scaricato dall'aereo e poi l'hanno caricato sul rimorchio di un camion, coprendolo con un telone per il suo viaggio nel Regno Unito, partito il 30 settembre.

“Il successo della validazione del telaio di trasporto utilizzando il carico fittizio è una testimonianza della collaborazione internazionale dedicata che comprende PIP-II”. – Saravan Chandrasekaran

Dopo un lungo viaggio, compreso il passaggio attraverso il tunnel sotto la Manica, il 3 ottobre il telaio ha raggiunto il Daresbury Laboratory, un laboratorio di ricerca situato vicino a Liverpool e gestito da STFC UKRI. I partner PIP-II hanno rimosso i pannelli e il carico fittizio dal telaio e ha esaminato i sensori, i paraurti, le molle e altro hardware. Dopo aver controllato tutti i componenti, hanno riassemblato il sistema di trasporto, lo hanno caricato sul camion e lo hanno rispedito al Fermilab il 5 ottobre. Il carico fittizio è tornato a Batavia, Illinois, l'11 ottobre.

“Lo definirei un successo assoluto”, ha affermato Jeremiah Holzbauer, responsabile del sottoprogetto di trasporto PIP-II al Fermilab. "Tutto è andato bene come potevamo sperare."

Jon Lewis, project manager per il contributo della STFC al PIP-II, è d'accordo. "Questo è un significativo esercizio di riduzione del rischio per noi - e un vero test del telaio progettato da Mitchell Kane del nostro gruppo Progetti e ingegneria meccanica", ha affermato. “È anche bello poter ospitare ancora una volta i nostri colleghi del Fermilab al Daresbury Laboratory. Lavorare a stretto contatto con Jeremiah Holzbauer, Adam Wixson e Ryan Thiede ha rafforzato il nostro rapporto di lavoro tra i due laboratori”.