La source de neutrons de spallation du laboratoire national d’Oak Ridge du ministère de l’Énergie a établi un record mondial lorsque la puissance de fonctionnement de son faisceau d’accélérateur de particules a atteint 1,7 mégawatts, améliorant considérablement la capacité de conception initiale de l’installation.
La puissance plus élevée de l’accélérateur fournit plus de neutrons aux chercheurs qui utilisent l’installation pour étudier et améliorer une large gamme de matériaux pour des panneaux solaires plus efficaces, des batteries plus durables et des matériaux plus résistants et plus légers pour le transport. Cette réalisation marque une nouvelle étape opérationnelle pour la diffusion des neutrons aux États-Unis et ouvre la porte à la résolution de questions et de problèmes plus difficiles dans la recherche en science des matériaux.
« Cette augmentation de la puissance du faisceau représente une autre étape importante dans le projet de mise à niveau de la puissance des protons, un élément essentiel pour permettre de nouvelles sciences au SNS, y compris des informations sur les matériaux avancés pour les applications d’énergie propre », a déclaré Jeff Smith, directeur par intérim de l’ORNL. « Je félicite notre personnel pour les efforts qu’ils ont déployés pour atteindre ce nouveau record. »
Depuis l’achèvement de la construction en 2006, le SNS est une installation utilisateur de premier plan au niveau mondial du Bureau des sciences du DOE qui fournit de puissantes capacités scientifiques avancées à des milliers de chercheurs du monde entier pour étudier les phénomènes énergétiques et les matériaux jusqu’à l’échelle atomique.
L’installation produit des neutrons en accélérant des protons dans un accélérateur linéaire de 300 mètres de long, autour d’un anneau d’accumulateur et dans une cible de mercure liquide. Lors de l’impact, un « éclat » de neutrons est acheminé vers les instruments de recherche environnants, ce qui permet aux scientifiques d’étudier la structure atomique et le comportement de divers matériaux. Les neutrons dispersent les atomes dans le matériau et sont capturés par des détecteurs à grande vitesse, révélant des informations fondamentales que les équipes de recherche doivent analyser.
Un mégawatt est une unité de mesure de la puissance du faisceau d’un accélérateur de particules. Le niveau de puissance de 1,7 mégawatt du SNS a été atteint après l’installation récente de systèmes d’accélération supplémentaires, dans le cadre du projet en cours de mise à niveau de la puissance des protons à l’accélérateur.
La mise à niveau de la puissance des protons de l’ORNL continuera de pousser la puissance du faisceau de l’accélérateur de particules jusqu’à 2,8 mégawatts. Cela augmentera le nombre de neutrons disponibles pour les expériences à la première station cible existante afin de permettre de nouvelles découvertes et d’alimenter la deuxième station cible prévue, une troisième source de neutrons complémentaire à l’ORNL. STS abordera les défis scientifiques émergents par le biais d’expériences actuellement impossibles ni routinières, avec la capacité d’étudier des échantillons plus petits ou moins concentrés ou ceux dans des conditions environnementales plus extrêmes.
Outre SNS, l’ORNL abrite le réacteur isotopique à haut flux. Achevé en 1965 et fonctionnant à 85 mégawatts, le faisceau de neutrons en régime permanent du HFIR est la plus puissante source de neutrons basée sur un réacteur aux États-Unis.