Ingénieurs et gréeurs de mise à niveau APS (spécialiste en génie mécanique Jeremy Nudell, Les chauffeurs/gréeurs Ryan Roberts et Brian McFadden, Ingénieur mécanique principal Ken Volin et spécialiste principal en génie mécanique Ralph Bechtold, L-R) se tiennent près du premier module assemblé d'aimants qui comprendra le nouvel anneau de stockage pour la source avancée de photons. Il y aura 200 modules assemblés et transportés vers l'APS pendant le projet de mise à niveau. Crédit :JJ Starr/Laboratoire national d'Argonne
Si vous avez déjà construit un modèle complexe à partir de LEGO, vous connaissez l'intérêt d'assembler des parties de ce modèle en morceaux avant de les attacher à l'ensemble. Cette même stratégie est utilisée pour moderniser l'anneau de stockage d'électrons au cœur de l'Advanced Photon Source (APS), une installation utilisateur du ministère de l'Énergie des États-Unis au Laboratoire national d'Argonne.
Le projet de mise à niveau de l'APS a récemment franchi une étape importante avec le premier assemblage pratique d'un module d'aimants puissants. A terme, 200 modules similaires à celui-ci constitueront le nouvel anneau de stockage. Une équipe d'ingénieurs et de gréeurs a utilisé de lourdes grues pour soulever des aimants, certains pesant des milliers de livres, et les connecter à une poutre en fonte et un socle en béton pour former un module. Ce module sera démonté et remonté plusieurs fois au cours des prochaines semaines pour s'assurer que le processus est aussi fluide que possible.
Le nouvel anneau de stockage comprendra 1, 321 aimants puissants, certains de la taille d'un réfrigérateur de dortoir mais pesant autant qu'un SUV. Il y a 15 types différents d'aimants inclus dans la mise à niveau, travaillant tous ensemble pour orienter et focaliser un faisceau d'électrons circulant autour du tunnel APS existant, qui s'étend sur plus de 2/3 de mile de circonférence. Ces électrons sont utilisés pour créer des rayons X pour plus de 60 lignes de lumière autour de l'anneau, et avec les nouveaux aimants concentrant ces électrons dans un faisceau serré, les rayons X seront jusqu'à 500 fois plus lumineux que ceux actuellement utilisés à l'APS.
Cette image montre le chemin parcouru par le faisceau d'électrons à travers le centre des aimants de focalisation et de courbure lorsqu'il circule autour de l'anneau de stockage APS amélioré. Chacun des 1, Les 321 aimants qui composeront l'anneau de stockage doivent être alignés avec ses voisins à la moitié de la largeur d'un cheveu humain. Crédit :Ken Volin/Laboratoire national d'Argonne
Chacun de ces aimants, une fois arrivé à Argonne, doit être testé pour s'assurer que son champ magnétique répond aux exigences strictes de la mise à niveau. Ensuite, les aimants seront montés sur des socles, et chaque aimant doit s'aligner précisément avec ses voisins. Le désalignement admissible est de 30 microns, environ la moitié de la largeur d'un cheveu humain.
"Chacun de ces grands ensembles d'aimants forme un module et il y a cinq modules par secteur, " a expliqué Jeremy Nudell, le spécialiste en génie mécanique en charge de l'assemblage de pré-installation de l'anneau de stockage. "Il y a 40 secteurs autour du ring, et nous assemblerons chaque secteur un module à la fois."
Le conducteur/monteur Brian McFadden utilise une grue pour soulever un aimant quadripolaire de 660 livres, l'aimant final pour terminer le premier assemblage d'entraînement pour la mise à niveau de la source avancée de photons. Crédit :JJ Starr/Laboratoire national d'Argonne
Nudell a noté que cet assemblage pratique n'inclut pas le système de vide, qui entourera le faisceau d'électrons d'un tuyau étanche, empêcher le faisceau de se dissiper en raison de l'interaction avec l'atmosphère. Une fois le système de vide fabriqué, l'équipe de mise à niveau l'ajoutera au processus d'assemblage.
"Au cours des six prochains mois, nous finaliserons notre procédure de montage et d'alignement de ces aimants, et à mesure que les systèmes de vide arrivent, nous finaliserons également ces procédures, " a déclaré Nudell.
