새로운 가속기 프로젝트, 성공적인 대서양 횡단 운송 테스트 완료

2022년 12월 13일 | 매들린 오키프

세계에서 가장 강력한 중성미자 빔이 현실화에 한 걸음 더 가까워졌습니다. 양성자 개선 계획 II(PIP-II) 프로젝트는 지난 10월 시카고 외곽에 있는 미국 에너지부 산하 페르미 국립 가속기 연구소와 영국 외곽에 있는 데레스베리 연구소 사이의 "더미 로드" 운송 테스트를 성공적으로 수행하면서 이정표에 도달했습니다. 리버풀의. 이 테스트는 연구원들이 Fermilab의 새로운 선형 양성자 가속기의 큰 부분을 구성할 섬세한 저온 모듈을 배송하는 데 사용할 시스템을 검증했습니다. 새로운 기계는 심해 지하 중성미자 실험을 위한 중성미자 생산에 전력을 공급할 것입니다.

영국, 프랑스, ​​인도의 국제 PIP-II 협력 회원들은 2028년 완료 예정인 프로젝트에 필요한 저온 모듈을 개발, 제조 및 조립할 예정입니다. 완성된 저온 모듈이 PIP-II 팀인 Fermilab에 안전하게 도달할 수 있도록 보장하기 위해 사전에 광범위한 운송 테스트를 실시하고 있습니다.

프레임은 오헤어의 화물기에 탑승합니다. 사진: Brian Hartsell, Fermilab

올해 초 첫 번째 테스트를 위해 PIP-II 협력자들은 최종 크라이오모듈 운송 프레임의 청사진이 될 운송 프레임을 조립하고 이를 고속도로에서 시험 운전했습니다. Fermilab의 의견을 받아 영국 연구 혁신 과학 기술 시설 위원회(STFC UKRI)의 PIP-II 팀이 프레임 설계를 주도했습니다.

테스트 목적으로 팀은 더미 로드(dummy load)라고 불리는 저온 모듈 아날로그를 프레임에 로드했습니다. 실제 저온 모듈의 치수, 무게 및 장착 지점이 포함된 콘크리트 블록은 길이가 10m이고 무게가 27,500파운드(12,500kg)입니다.

프레임의 첫 번째 대서양 횡단 항해인 최신 테스트는 9월 23일 일리노이 주 바타비아에 있는 Fermilab의 산업 센터 빌딩에서 시작되었습니다. 거기에서 팀은 더미 로드를 설치하고 저온 모듈과 마찬가지로 운송 프레임 내부에 고정했습니다. 또한 테스트 중에 관찰된 충격을 포착하기 위한 센서를 시스템에 장착했습니다.

9월 26일, 프레임은 바타비아(Batavia)의 페르미연구소(Fermilab)를 떠나 트레일러를 통해 시카고의 오헤어 국제공항(O'Hare International Airport)으로 이동했습니다. 이틀 후 화물기에 실려 룩셈부르크로 출발했습니다. 룩셈부르크 공항은 화물 운송 항공사의 본부이자 허브이므로 모든 화물 항공편은 먼저 작은 나라를 통과해야 합니다. 룩셈부르크 공항에서는 Fermilab PIP-II 팀의 여러 구성원이 프레임을 만났습니다. 그들은 대형 크레인을 이용해 이를 비행기에서 내린 뒤 트럭 트레일러에 실어 방수포로 덮어 9월 30일 출발하는 영국으로 향했다.

"더미 로드를 사용한 운송 프레임의 성공적인 검증은 PIP-II로 구성된 헌신적인 국제 협력의 증거입니다." – 사라반 찬드라세카란

Channel Tunnel을 통과하는 것을 포함한 긴 도로 여행 끝에 프레임은 10월 3일 리버풀 근처에 위치하고 STFC UKRI가 운영하는 연구실인 Daresbury Laboratory에 도달했습니다. PIP-II 파트너는 프레임에서 패널과 더미 하중을 제거하고 센서, 범퍼, 스프링 및 기타 하드웨어를 검사했습니다. 모든 구성 요소를 확인한 후 운송 시스템을 재조립하여 트럭에 싣고 10월 5일 Fermilab으로 돌아가는 길에 보냈습니다. 더미 로드는 10월 11일 일리노이주 바타비아에 다시 도착했습니다.

Fermilab의 PIP-II 운송 하위 프로젝트 관리자인 Jeremiah Holzbauer는 "나는 이것을 절대적인 성공이라고 부르고 싶습니다."라고 말했습니다. "모든 것이 우리가 바라는 대로 진행되었습니다."

PIP-II에 대한 STFC 기여 프로젝트 관리자인 Jon Lewis도 이에 동의했습니다. "이것은 우리에게 중요한 위험 제거 활동이며 프로젝트 및 기계 엔지니어링 그룹의 Mitchell Kane이 설계한 프레임에 대한 실제 테스트입니다."라고 그는 말했습니다. “또한 Daresbury Laboratory에서 Fermilab 동료들을 다시 한 번 초대할 수 있게 되어 기쁩니다. Jeremiah Holzbauer, Adam Wixson 및 Ryan Thiede와 긴밀히 협력하여 두 연구소 간의 협력 관계를 강화했습니다.”