Aujourd'hui, le Thomas Jefferson National Accelerator Facility du département américain de l'Énergie a expédié la dernière nouvelle section d'accélérateur qu'il a construite pour une mise à niveau de la source de lumière cohérente Linac (LCLS). La section d'accélérateur, appelé cryomodule, a commencé un voyage à travers le pays au laboratoire national d'accélérateurs SLAC du DOE, où il sera installé dans LCLS-II, le laser à rayons X le plus brillant au monde.

"C'est l'aboutissement de sept années de travail, " a déclaré Naeem Huque, le responsable des comptes de coûts qui a dirigé les efforts du cryomodule au Jefferson Lab. "Une grande partie du personnel de l'Institut de radiofréquence supraconducteur du Jefferson Lab est venu dès le début du projet, et ils sont toujours là pour le voir. Nous sommes heureux de voir ce projet aboutir."

LCLS-II est un projet de mise à niveau de la source de lumière cohérente Linac (LCLS) existante, le premier laser à rayons X à électrons libres au monde. Les impulsions de rayons X générées par la machine agissent comme un puissant microscope, permettant aux chercheurs d'observer les réactions chimiques en temps réel, matériaux de sonde et plus. Une fois terminé, Le LCLS-II commencera son règne en tant que laser à rayons X à électrons libres le plus grand et le plus brillant au monde.

LCLS-II fournira une résolution encore meilleure que le LCLS d'origine, qui a accéléré les électrons à température ambiante et généré 120 impulsions laser à rayons X par seconde. La machine améliorée accélérera les électrons à des températures supraconductrices pour générer 1 million d'impulsions laser à rayons X par seconde. Jefferson Lab est un contributeur clé au projet de mise à niveau, fournissant un total de 21 cryomodules pour la nouvelle partie supraconductrice du LCLS-II depuis le début des travaux en 2013.

L'accélérateur supraconducteur qui alimentera la machine modernisée est composé de cryomodules. Les électrons traversent les cryomodules, où ils sont chargés d'énergie supplémentaire. Puis, les aimants font zigzaguer les électrons pour émettre leur énergie sous forme de rayons X. Le LCLS amélioré comprendra 37 cryomodules au total. De celles, 18 proviennent du Jefferson Lab (plus trois pièces de rechange), et le reste viendra du Fermilab, un autre contributeur clé.

"Les cryomodules LCLS-II sont les cryomodules les plus performants jamais construits, " dit Joe Preble, chef d'équipe senior pour le projet LCLS-II au Jefferson Lab. « Nous avons repoussé les limites de la performance sur ce type de technologie et en avons fait un processus clé en main."

Jefferson Lab est un leader mondial des technologies d'accélérateurs supraconducteurs de radiofréquences et abrite le premier accélérateur SRF à grande échelle. Comme l'équipe de Jefferson Lab a contribué à la conception de, construit, testé et expédié ces cryomodules record pour LCLS-II, ils ont rencontré des défis sans précédent pour améliorer les performances de la technologie cryomodule.

"Ces cryomodules très performants sont sensibles à des choses dont nous n'avons jamais eu à nous soucier auparavant, comme nos procédures de montage, la façon dont nous traitons les matériaux, la façon dont nous construisons les choses, " dit Préble.

Jefferson Lab a modifié ses installations pour accueillir les cryomodules, qui étaient d'une forme et d'une taille différentes de celles qui ont précédé. Les membres du personnel du Jefferson Lab ont même trouvé une nouvelle façon d'expédier les cryomodules finis, après que certains se soient cassés pendant l'expédition.

"Nous avons exploré beaucoup d'options différentes, tout, de la location d'un avion de la NASA pour l'emmener là-bas, à essayer de l'envoyer par train ou par bateau, " expliqua Huque.

À la fin, ils ont réussi à améliorer la sécurité sans retirer les cryomodules de la route. Assis dans un lit de ressorts pour éviter les dégâts de bousculade, Le cryomodule nouvellement expédié de Jefferson Lab voyagera près de 3, 000 miles à son domicile dans l'accélérateur linéaire LCLS-II à Menlo Park, Californie, pendant 72 heures.

Cependant, Le travail de Jefferson Lab sur l'amélioration du LCLS n'est probablement pas encore terminé. Une autre évolution de cet accélérateur est peut-être à l'horizon :le LCLS-II HE (High Energy). Si ce projet reçoit le feu vert, Jefferson Lab construira entre 10 et 13 cryomodules supplémentaires avec une nouvelle procédure. On s'attend à ce que ces cryomodules aient des performances encore meilleures que les 21 qu'ils viennent de terminer.

"Je pense que c'est l'un des plus gros signes que nous avons vraiment bien fait, est que quelque chose qui était déjà ambitieux est maintenant poussé encore plus loin, " dit Huque. La mise à niveau HE, qui est l'aboutissement du travail du personnel du laboratoire Jefferson et du laboratoire Fermi, augmentera considérablement les capacités de performance du LCLS-II."

Pour l'instant, cette livraison finale capitale clôt le livre sur la part de Jefferson Lab dans la livraison de nouveaux cryomodules pour LCLS-II alors que la R&D et le prototypage pour HE sont déjà en cours. Sa conclusion vient grâce à l'aide de beaucoup.

« Des responsables des achats aux ingénieurs, les scientifiques, les techniciens, et les administrateurs, il a fallu que tout le monde travaille ensemble dans tous les laboratoires pour y parvenir, " a déclaré Preble. " C'est un grand succès et une démonstration de la façon dont le DOE doit continuer à travailler dans la construction de ces nouveaux grands projets. "