APS uppgraderingsingenjörer och riggar (maskintekniker Jeremy Nudell, Förare/riggar Ryan Roberts och Brian McFadden, Huvudmaskiningenjör Ken Volin och huvudmaskiningenjörsspecialist Ralph Bechtold, L-R) står vid den första monterade modulen av magneter som kommer att omfatta den nya lagringsringen för Advanced Photon Source. Det kommer att finnas 200 moduler monterade och transporterade till APS under uppgraderingsprojektet. Upphovsman:JJ Starr/Argonne National Laboratory
Om du någonsin byggt en komplex modell av LEGO, du vet värdet av att montera delar av den modellen i bitar innan du fäster dem på helheten. Samma strategi används för att uppgradera elektronlagringsringen i hjärtat av Advanced Photon Source (APS), en amerikansk Department of Energy Office of Science User Facility vid Argonne National Laboratory.
APS Upgrade -projektet nådde nyligen en betydande milstolpe med den första övningsmonteringen av en modul med kraftfulla magneter. Ytterst 200 moduler som liknar den här kommer att utgöra den nya lagringsringen. Ett team av ingenjörer och riggar använde tunga kranar för att lyfta magneter, vissa väger tusentals kilo, och anslut dem till en gjutjärnsbalk och betongsockel för att bilda en modul. Denna modul kommer att tas isär och återmonteras flera gånger under de kommande veckorna för att säkerställa att processen är så smidig som möjligt.
Den nya lagringsringen kommer att innehålla 1, 321 kraftfulla magneter, vissa storleken på ett sovsalskylskåp men väger lika mycket som en SUV. Det finns 15 olika typer av magneter som ingår i uppgraderingen, alla arbetar tillsammans för att styra och fokusera en elektronstråle när den cirkulerar runt den befintliga APS -tunneln, som sträcker sig över mer än 2/3 mil i omkrets. Dessa elektroner används för att skapa röntgenstrålar för mer än 60 strållinjer runt ringen, och med de nya magneterna som fokuserar dessa elektroner till en tät stråle, röntgenstrålarna blir upp till 500 gånger ljusare än de som för närvarande används vid APS.
Denna bild visar vägen elektronstrålen tar genom mitten av fokuserings- och böjningsmagneterna när den cirkulerar runt den uppgraderade APS -lagringsringen. Var och en av de 1, 321 magneter som kommer att utgöra lagringsringen måste vara i linje med sina grannar inom halva bredden av ett människohår. Upphovsman:Ken Volin/Argonne National Laboratory
Var och en av dessa magneter, när den väl kommer till Argonne, måste testas för att säkerställa att dess magnetfält uppfyller de stränga kraven för uppgraderingen. Då monteras magneterna på sockelaggregat, och varje magnet måste exakt anpassa sig till sina grannar. Den tillåtna feljusteringen är 30 mikron, ungefär halva bredden av ett människohår.
"Var och en av dessa stora magnetaggregat bildar en modul och det finns fem moduler till en sektor, "förklarade Jeremy Nudell, den maskintekniska specialisten som ansvarar för förmonteringen av lagringsringen. "Det finns 40 sektorer runt ringen, och vi kommer att montera varje sektor en modul i taget. "
Förare/riggaren Brian McFadden använder en kran för att lyfta en fyrkantig magnet på 660 pund, den sista magneten för att slutföra den första övningsmonteringen för uppgraderingen av Advanced Photon Source. Upphovsman:JJ Starr/Argonne National Laboratory
Nudell noterade att denna praxis inte inkluderar vakuumsystemet, som kommer att omge elektronstrålen med ett lufttätt rör, hålla strålen från att försvinna på grund av interaktion med atmosfären. När vakuumsystemet har tillverkats, uppgraderingsteamet kommer att lägga till det i monteringsprocessen.
"Under de kommande sex månaderna kommer vi att slutföra vårt förfarande för att montera och justera dessa magneter, och när vakuumsystemen anländer, vi kommer också att slutföra dessa förfaranden, "Sa Nudell.
