RIT Öğrencisinin Tasarladığı Yeni Magnet Depolama Sistemi, ABD’nin Elektron-Ion Çarpıştırıcısına Hazırlanırken Maliyetten 420 Bin.

ABD Enerji Bakanlığı’na bağlı Brookhaven Ulusal Laboratuvarı için yeniden tasarlanan süperiletken magnetlerin depolama sistemi, yaklaşık 420.000 dolar tasarruf sağlarken, gelecekteki bir parçacık çarpıştırıcısı için gereken ekipmanların saklanma kapasitesini artırıyor.

Dört seviyeli yapı, sınırlı bir alanda en fazla 45.000 pound (yaklaşık 20 ton) ağırlığında magneti barındırabiliyor. Tasarım, Rochester Teknoloji Enstitüsü’ün (RIT) dördüncü sınıf makine mühendisliği teknolojisi öğrencisi Robert Desjardins tarafından, 10 haftalık yaz stajı süresinde geliştirildi.

Bu tasarım, Brookhaven’in Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC)’sından çıkarılan yaklaşık 80 magnetin saklanmasına yardımcı olacak. Ekipmanların, orta-2030’larda çalışmaya başlaması beklenen bir sonraki nesil çarpıcı olan Electron-Iion Collider (EIC) için yeniden kullanılması planlanıyor.

[kaynak] sitesinde yayımlanan habere göre, her süperiletken magnet yaklaşık 20 foot (yaklaşık 6 metre) uzunluğunda ve 10.000 pound’dan fazla ağırlığa sahip. Yeni ayaklar, ek zemin alanı gerektirmeden depolama kapasitesini yapı başına üç magnetten dörde çıkarıyor.

Dört seviye kapasiteyi artırıyor

Orijinal depolama ayakları, 1990’larda üç magneti barındırabilecek şekilde tasarlanmıştı. Brookhaven’in, taşıma ve güvenlik gereksinimlerini karşılayan, bir ek magnet alabilen daha yüksek bir yapıya ihtiyacı vardı.

Desjardins, ayakları bilgisayar destekli mühendislik modelleri kullanarak yeniden tasarladı, mevcut projeleri inceledi ve önerilen yapının değerlendirilmesi için üreticilerle çalıştı.

“Orijinal ayaklar 1990’larda tasarlandı ve o dönemde yalnızca magnetlerin üçünü alabiliyordu. Kapasiteyi dörde çıkarmak istediler,” diye belirtti Desjardins.

Tasarım değişikliği aynı zamanda yapısal mukavemet, yükleme dayanımı ve sismik performansı değerlendirmek için kapsamlı simülasyonlar da gerektirdi. Bu kontroller, ayakların deprem kaynaklı kuvvetler dahil olmak üzere ağır ekipmanı güvenle destekleyebilip destekleyemeyeceğini belirlemeyi amaçladı.

Maliyet düşüşü

Desjardins, projeye supervizörlük yapan RIT mezunu Brookhaven makine mühendisi Jonathon Greene ile çalıştı. Greene’e göre, revize edilen tasarım maliyeti düşürürken depolama sisteminin yüksekliğini artırdı.

Rob orijinal tasarımı maliyet açısından düşürdü ve yüksekliği artırdı. Bunu yaparak yaklaşık 420.000 dolar tasarruf ettik.

Jonathon Greene, Brookhaven makine mühendisi

Raporlanan tasarruflar, depolama ayaklarının yeniden tasarlanmasına ilişkin. Sağlanan bilgiler, bu tasarrufun nasıl hesaplandığını belirtmiyor veya rakam için bağımsız bir doğrulama sağlamıyor.

Gelecekteki çarpışmalara hazırlık

Brookhaven’in RHIC’si 26 yıldan fazla bir süredir faaliyet gösteriyor ve bilim insanlarına aşırı koşullar altında maddenin incelenmesine olanak tanıyordu. Magnetlerin bazıları atılmak yerine yeni Electron-Ion Collider için saklanacak.

EIC, protonların ve atom çekirdeklerinin iç yapısını araştırmak amacıyla geliştiriliyor. Elektronları iyonlarla çıştıracak ve araştırmacıların kuarklar ve gluonların maddenin içinde nasıl davrandığını incelemesine olanak tanıyacak.

Mevcut magnetlerin korunması, laboratuvarın iki tesis arasındaki geçişe hazırlığının bir parçası. Yeniden tasarlanan ayaklar, ekipmanlar yeniden kullanılmadan önce saklama alanı sağlayacak.

Geliştirme sürecinde Desjardins, Brookhaven mühendislerine ve bilim insanlarına tasarım güncellemelerini sundu; malzeme seçimi, güvenlik değerlendirmeleri ve simülasyon sonuçları hakkında soruları yanıtladı.

Dört katlı ayğın bir prototipi ayrıca Brookhaven tarafından belgelenmiş. Ancak sağlanan materyal, tüm gerekli ayakların üretildiğini veya yaklaşık 80 magnetlik tam envanterin depolamaya aktarıldığını göstermiyor.