La source de neutrons de spallation du laboratoire national d'Oak Ridge du ministère de l'Énergie a battu un nouveau record en terminant son premier cycle de production de neutrons au cours de l'exercice 2019 à son niveau de puissance nominale de 1,4 mégawatt.

Une puissance plus élevée fournit plus de neutrons aux chercheurs qui utilisent l'installation pour étudier une large gamme de matériaux. Cette réalisation marque une nouvelle étape opérationnelle pour la diffusion des neutrons aux États-Unis et ouvre la porte à l'étude de matériaux beaucoup plus petits et plus complexes.

« Le fonctionnement du SNS à 1,4 mégawatt pendant ce cycle a été une réalisation exceptionnelle, " dit Paul Langan, Directeur de laboratoire associé pour les sciences neutroniques. "Cela reflète la maturité de notre installation et le haut niveau d'excellence technique de notre ingénierie, personnel opérationnel et scientifique.

L'augmentation de puissance a été rendue possible par la combinaison d'améliorations importantes apportées à l'accélérateur linéaire, y compris le récent remplacement du quadripôle radiofréquence, la première structure accélératrice de l'ensemble frontal de l'accélérateur, ainsi que des améliorations à la cible de mercure liquide. L'incorporation de modifications du vaisseau cible telles que l'injection de gaz de bulles d'hélium dans le flux de mercure de la cible a considérablement réduit les contraintes induites par les immenses impulsions à haute énergie du faisceau. En outre, l'équipe d'exploitation du SNS a exécuté un plan de gestion des objectifs élaboré en 2016 qui ouvre la voie à des puissances plus élevées en exploitant trois objectifs par an pour une fiabilité durable.

Construit en 2006, SNS est une installation unique de diffusion de neutrons basée sur un accélérateur pulsé qui fournit de puissantes capacités de pointe à des milliers de chercheurs du monde entier pour étudier l'énergie et les matériaux à l'échelle atomique.

L'installation produit des neutrons en lançant des protons dans un accélérateur linéaire et dans une cible de mercure liquide. Lors de l'impact, un "éclat" de neutrons est créé qui est ensuite envoyé aux instruments de haute puissance environnants. Les neutrons dispersent les atomes dans un échantillon, révélant des informations fondamentales sur le comportement des atomes du système et la distance qui les sépare.

Les découvertes scientifiques rendues possibles uniquement par les neutrons au SNS comprennent des informations sans précédent sur le comportement exotique du fermion magnétique de Majorana, un élément de construction prometteur pour l'informatique quantique topologique ; l'atténuation de la pollution de l'air en caractérisant la capacité d'un matériau de charpente organométallique à éliminer le dioxyde d'azote nocif de l'atmosphère ; et des expériences inédites effectuant des mesures in situ en temps réel sur un moteur à essence en marche.