新加速器项目成功完成跨大西洋运输测试

世界上最强大的中微子束距离成为现实又近了一步。质子改进计划II，或PIP-II，项目在10月达到了一个里程碑，当时它成功地在芝加哥以外的美国能源部费米国家加速器实验室和英国达斯伯里实验室之间进行了“模拟负载”的运输测试，外面利物浦。

该测试验证了研究人员将用来运送精密低温模块的系统，这些低温模块将构成费米实验室新型线性质子加速器的很大一部分。这台新机器将为深层地下中微子实验的中微子生产提供动力。

来自英国、法国和印度的国际PIP-II合作成员将开发、制造和组装该项目所需的低温模块，计划于2028年完成。为确保完成的低温模块能够安全到达费米实验室，PIP-II团队正在提前进行广泛的运输测试。

对于今年早些时候的第一次测试，PIP-II合作者组装了一个运输框架，这将成为最终低温模块运输框架的蓝图，并在高速公路上进行了试驾。英国研究与创新科学技术设施委员会(STFCUKRI)的PIP-II团队在费米实验室的投入下，领导了框架的设计。

出于测试目的，该团队在框架上装载了一个称为虚拟负载的低温模块模拟物：具有实际低温模块尺寸、重量和安装点的混凝土块，实际低温模块长10米，重27,500磅，即12,500千克。

首次试飞

最新的测试——该框架的第一次跨大西洋航行——于9月23日在伊利诺伊州巴达维亚的费米实验室工业中心大楼开始。在那里，团队安装了假负载并将其固定在运输框架内，就像低温模块一样。他们还为系统配备了传感器，以捕捉在测试过程中观察到的震动。

9月26日，该框架离开巴达维亚的费米实验室，并通过拖车前往芝加哥的奥黑尔国际机场。两天后，它被装上货机飞往卢森堡;卢森堡机场是一家货运航空公司的总部和枢纽，所有货运航班都必须先经过这个小国。

在卢森堡机场，费米实验室PIP-II团队的几名成员遇到了框架。他们使用大型起重机将其从飞机上卸下，然后将其吊到卡车的拖车上，并用防水布盖住它，以便于9月30日启程前往英国。

SaravanChandrasekaran说：“使用假载荷成功验证运输框架证明了包含PIP-II的专门国际合作。”

经过漫长的公路旅行，包括通过英吉利海峡隧道，该框架于10月3日到达了位于利物浦附近并由STFCUKRI运营的研究实验室达斯伯里实验室。PIP-II合作伙伴从框架上卸下了面板和假负载，并检查了传感器、保险杠、弹簧和其他硬件。在检查完所有部件后，他们重新组装了运输系统，将其装上卡车，并于10月5日将其送回费米实验室。假人负载于10月11日返回伊利诺伊州巴达维亚。

成功合作的标志

费米实验室PIP-II运输子项目经理JeremiahHolzbauer说：“我认为这是绝对的成功。”“一切都像我们希望的那样顺利。”

STFC对PIP-II的贡献项目经理JonLewis表示同意。他说：“这对我们来说是一项重要的降低风险的工作——也是对我们项目和机械工程小组的米切尔·凯恩设计的框架的真正测试。”“能够再次在达斯伯里实验室接待我们的费米实验室同事也很棒。与JeremiahHolzbauer、AdamWixson和RyanThiede的密切合作加强了我们两个实验室之间的工作关系。”

费米实验室PIP-II650MHz低温模块的技术经理SaravanChandrasekaran说：“使用假负载成功验证运输框架证明了包含PIP-II的专门国际合作。”

该团队使用尽可能符合实际的程序、技术和监督来执行测试。从隔离系统和振动仪器到搬运、物流和海关，该测试密切模拟了真正的低温模块在运输过程中将经历的过程。好消息：运输系统的所有方面都被认为通过了该测试。

PIP-II的下一步是使用相同的框架将一个复杂的原型低温模块运送到英国并返回，目前正在费米实验室组装。在装运前、在STFCUKRI以及返回后对原型进行测试，将证明运输过程可以在长途运输过程中保护这些脆弱的系统。该测试目前计划在2023年初进行。

几年后，STFC将在自己的运输框架中将生产的低温模块运送到费米实验室，用于建造PIP-II。

STFCUKRIPIP技术协调员PeterMcIntosh表示：“我们与费米实验室就STFC为PIP-II交付超导低温模块而开展的强有力的合作计划在很大程度上依赖于我们在极长距离内安全运输这些高度复杂和脆弱的系统的能力。”-II和STFC达斯伯里实验室加速器科学与技术中心副主任。“我们开发的运输框架对于确保我们能够提供足够的保护至关重要。

“最近的这项运输测试不仅为如何有效抑制冲击载荷提供了重要证据，而且还使达斯伯里团队能够验证许多当地的物流程序，”麦金托什说。“第一次评估对于下一次主要验证的执行时间将证明非常重要。”