Novo projeto de acelerador conclui teste de transporte transatlântico com sucesso

13 de dezembro de 2022 | Madeleine O'Keefe

O feixe de neutrinos mais poderoso do mundo está um passo mais perto de se tornar realidade. O projeto Proton Improvement Plan II, ou PIP-II, atingiu um marco em outubro, quando realizou com sucesso um teste de transporte de uma “carga fictícia” entre o Fermi National Accelerator Laboratory do Departamento de Energia dos EUA, fora de Chicago, e o Laboratório Daresbury, na Inglaterra, fora de Chicago. de Liverpool. O teste validou o sistema que os pesquisadores usarão para enviar os delicados criomódulos que constituirão grande parte de um novo acelerador linear de prótons no Fermilab. A nova máquina irá alimentar a produção de neutrinos para o Deep Underground Neutrino Experiment.

Os membros da colaboração internacional PIP-II do Reino Unido, França e Índia desenvolverão, fabricarão e montarão as criomódulas necessárias para o projeto, com conclusão prevista para 2028. Para garantir que as criomódulas concluídas chegarão com segurança ao Fermilab, a equipe do PIP-II está realizando extensos testes de transporte com bastante antecedência.

A estrutura embarca no avião de carga em O'Hare. Foto: Brian Hartsell, Fermilab

Para o primeiro teste no início deste ano, os colaboradores do PIP-II montaram uma estrutura de transporte que será o modelo para a eventual estrutura de transporte do criomódulo e testaram-na em uma rodovia. A equipe PIP-II do Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia de Pesquisa e Inovação do Reino Unido, ou STFC UKRI, com a contribuição do Fermilab, liderou o projeto da estrutura.

Para fins de teste, a equipe carregou a estrutura com um criomódulo análogo chamado carga fictícia: blocos de concreto com as dimensões, peso e pontos de montagem do criomódulo real, que terá 10 metros de comprimento e pesará 27.500 libras, ou 12.500 quilogramas.

O último teste – a primeira viagem transatlântica do quadro – começou em 23 de setembro no Edifício do Centro Industrial do Fermilab em Batavia, Illinois. Lá, a equipe instalou a carga fictícia e a prendeu dentro da estrutura de transporte, assim como faria um criomódulo. Eles também equiparam o sistema com sensores para capturar choques observados durante o teste.

Em 26 de setembro, o quadro deixou o Fermilab em Batávia e viajou em um trailer até o Aeroporto Internacional O'Hare de Chicago. Dois dias depois, foi embarcado num avião de carga e partiu para Luxemburgo; O Aeroporto de Luxemburgo é sede e hub de uma companhia aérea de transporte de carga, portanto todos os voos de carga devem primeiro passar pelo pequeno país. No Aeroporto de Luxemburgo, vários membros da equipe PIP-II do Fermilab encontraram o quadro. Usando um grande guindaste, eles o descarregaram do avião e o colocaram no trailer de um caminhão, cobrindo-o com uma lona para sua viagem ao Reino Unido, que partiu em 30 de setembro.

“A validação bem-sucedida da estrutura de transporte usando a carga fictícia é uma prova da colaboração internacional dedicada que compreende o PIP-II.” –Saravan Chandrasekaran

Após uma longa viagem, incluindo a passagem pelo Túnel do Canal, a estrutura chegou ao Laboratório Daresbury, um laboratório de pesquisa localizado perto de Liverpool e operado pelo STFC UKRI, em 3 de outubro. Os parceiros do PIP-II removeram os painéis e a carga fictícia da estrutura e examinou os sensores, pára-choques, molas e outras ferragens. Depois de verificar todos os componentes, eles remontaram o sistema de transporte, carregaram-no no caminhão e enviaram-no de volta ao Fermilab no dia 5 de outubro. A carga falsa chegou em Batavia, Illinois, no dia 11 de outubro.

“Eu chamaria isso de um sucesso absoluto”, disse Jeremiah Holzbauer, gerente do subprojeto de transporte PIP-II do Fermilab. “Tudo correu tão bem quanto esperávamos.”

Jon Lewis, gerente de projetos de contribuição do STFC ao PIP-II, concordou. “Este é um exercício significativo de redução de riscos para nós – e um verdadeiro teste da estrutura projetada por Mitchell Kane do nosso grupo de Projetos e Engenharia Mecânica”, disse ele. “Também é ótimo poder receber mais uma vez nossos colegas do Fermilab no Laboratório Daresbury. Trabalhar em estreita colaboração com Jeremiah Holzbauer, Adam Wixson e Ryan Thiede reforçou a nossa relação de trabalho entre os dois laboratórios.”