Un nouveau projet d’accélérateur achève avec succès son test de transport transatlantique

13 décembre 2022 | Madeleine O'Keefe

Le faisceau de neutrinos le plus puissant au monde est sur le point de devenir une réalité. Le projet Proton Improvement Plan II, ou PIP-II, a franchi une étape importante en octobre lorsqu'il a réalisé avec succès un test de transport d'une « charge factice » entre le laboratoire national d'accélérateur Fermi du ministère américain de l'Énergie, à l'extérieur de Chicago, et le laboratoire de Daresbury en Angleterre, à l'extérieur de Chicago. de Liverpool. Le test a validé le système que les chercheurs utiliseront pour expédier les délicats cryomodules qui constitueront une grande partie du nouvel accélérateur linéaire de protons du Laboratoire Fermi. La nouvelle machine alimentera la production de neutrinos pour l’expérience Deep Underground Neutrino.

Les membres de la collaboration internationale PIP-II du Royaume-Uni, de la France et de l'Inde développeront, fabriqueront et assembleront les cryomodules nécessaires au projet, dont l'achèvement est prévu en 2028. Pour garantir que les cryomodules terminés parviendront en toute sécurité au Laboratoire Fermi, l'équipe du PIP-II effectue des tests de transport approfondis bien à l’avance.

Le châssis monte à bord de l'avion cargo à O'Hare. Photo : Brian Hartsell, Laboratoire Fermi

Pour le premier test plus tôt cette année, les collaborateurs du PIP-II ont assemblé un châssis de transport qui servira de modèle pour l'éventuel châssis de transport du cryomodule et l'ont testé sur une autoroute. L'équipe PIP-II du Conseil des installations scientifiques et technologiques du Royaume-Uni pour la recherche et l'innovation, ou STFC UKRI, avec la contribution du Fermilab, a dirigé la conception du cadre.

À des fins de test, l'équipe a chargé le cadre avec un analogue du cryomodule appelé charge factice : des blocs de béton avec les dimensions, le poids et les points de montage du cryomodule réel, qui mesurera 10 mètres de long et pèsera 27 500 livres, soit 12 500 kilogrammes.

Le dernier test – le premier voyage transatlantique du cadre – a débuté le 23 septembre dans le bâtiment du centre industriel du Laboratoire Fermi à Batavia, dans l'Illinois. Là, l’équipe a installé la charge factice et l’a sécurisée à l’intérieur du cadre de transport, comme le serait un cryomodule. Ils ont également équipé le système de capteurs pour capturer les chocs observés lors du test.

Le 26 septembre, le cadre a quitté Fermilab à Batavia et s'est rendu en remorque jusqu'à l'aéroport international O'Hare de Chicago. Deux jours plus tard, il était chargé dans un avion cargo et partait pour le Luxembourg ; L'aéroport de Luxembourg est le siège et la plaque tournante d'une compagnie aérienne de transport de fret, tous les vols de fret doivent donc d'abord passer par ce petit pays. A l'aéroport de Luxembourg, plusieurs membres de l'équipe du Fermilab PIP-II ont rencontré le cadre. À l'aide d'une grande grue, ils l'ont déchargé de l'avion, puis l'ont transporté sur la remorque d'un camion, le recouvrant d'une bâche pour son road trip vers le Royaume-Uni, dont le départ a eu lieu le 30 septembre.

"La validation réussie du cadre de transport à l'aide de la charge fictive témoigne de la collaboration internationale dédiée qui comprend le PIP-II." – Saravan Chandrasekaran

Après un long voyage, y compris un passage par le tunnel sous la Manche, le cadre a atteint le laboratoire de Daresbury, un laboratoire de recherche situé près de Liverpool et exploité par STFC UKRI, le 3 octobre. Les partenaires du PIP-II ont retiré les panneaux et la charge factice du cadre et examiné les capteurs, les pare-chocs, les ressorts et tout autre matériel. Après avoir vérifié tous les composants, ils ont remonté le système de transport, l'ont chargé sur le camion et l'ont renvoyé au Fermilab le 5 octobre. La charge factice est revenue à Batavia, dans l'Illinois, le 11 octobre.

"J'appellerais cela un succès sans réserve", a déclaré Jeremiah Holzbauer, responsable du sous-projet de transport PIP-II au Fermilab. "Tout s'est passé à peu près aussi bien que nous pouvions l'espérer."

Jon Lewis, chef de projet pour la contribution du STFC au PIP-II, est d'accord. "Il s'agit d'un exercice important de réduction des risques pour nous – et d'un véritable test du cadre conçu par Mitchell Kane de notre groupe Projets et Ingénierie Mécanique", a-t-il déclaré. « C'est également formidable de pouvoir accueillir à nouveau nos collègues du Fermilab au laboratoire de Daresbury. Travailler en étroite collaboration avec Jeremiah Holzbauer, Adam Wixson et Ryan Thiede a renforcé notre relation de travail entre les deux laboratoires.