Spallation Neutron Source vid Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory har nått en ny milstolpe genom att driva en komplett neutronproduktionscykel på 1,3 megawatt.

Att uppnå rekordeffektnivån med en anmärkningsvärd tillgänglighet för acceleratorstrålar på 94 procent skapar en ny baslinje för driften samt en väg att arbeta pålitligt vid högre krafter. Ökad kraft ger forskare möjlighet att genomföra snabbare vetenskapliga analyser med hjälp av neutroner på fler typer av material.

SNS, en DOE Office of Science User Facility, började sin verksamhet 2006 och är för närvarande världens mest kraftfulla pulsade acceleratorbaserade neutronspridningsanläggning, används av forskare för att avslöja grundläggande egenskaper och beteenden för energi och material i atomskala. Neutronbidrag på SNS har resulterat i framsteg inom elektroniska enheter, förbättrad läkemedelsleverans, och starkare byggmaterial för transportinfrastruktur.

Anläggningen accelererar protoner med nästan 90 procent ljusets hastighet ner en linjär accelerator och in i en ring som komprimerar protonpulsen med en faktor 1, 000. Protonerna kolliderar med ett flytande kvicksilvermål, som skapar en "spall" av neutroner som flyter till kraftfulla instrument där forskare mäter neutronernas interaktioner med en mängd olika material.

Kontinuerlig och tillförlitlig drift på 1,3 MW under SNS senaste 12-veckors produktionscykel möjliggjordes av en mer robust målmodul i rostfritt stål och en rad förbättringar i acceleratorsystemen som möjliggjorde högre protonström och energi. SNS har nått effektnivåer så höga som 1,4 MW, men det här är första gången som anläggningen har uppnått så höga nivåer som 1,3 MW under en förutsatt tidsram.

Oak Ridge -forskare och ingenjörer har förlängt livslängden för SNS -mål genom att studera prestanda för tidigare mål och göra justeringar som insprutning av små bubblor heliumgas i målfartygets flytande kvicksilverflöde - en förbättring som minskar slagspänningarna som orsakas av protonstråle.

2016, SNS implementerade en målhanteringsplan för att fånga prestandadata och införliva designförbättringar i nya mål, som för närvarande installeras cirka tre gånger om året. Sedan planens genomförande har varje mål har fungerat på ett tillförlitligt sätt enligt sin avsedda design.

Som planerat, SNS kommer att driva nästa neutronproduktionscykel på 1,4 MW.