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高级光源升级的长光束线大楼初具规模

2021-09-01 09:46          X射线

新大楼的奠基仪式一年后仍在继续建设,该大楼将容纳许多科学领域的尖端实验。

从 ISN 围墙内部,可以看到从 Kearney Road 入口前厅到 AML 最外墙的过去框架。就在 ISN 外壳门口之外,地板上的线条勾勒出未来的准备区和控制室。(图片来自 Jason Creps/Argonne 国家实验室。)

高级光子源 ( APS ) 是世界顶级 X 射线光源之一,正在进行的大规模升级将进一步增强其功能。当APS升级完成后,该设施将产生比现在已经令人难以置信的明亮X 射线亮500倍的X 射线,为我们尚未想象得到的科学发现打开大门。

但从外面看,APS——美国能源部 ( DOE ) 位于美国能源部阿贡国家实验室的科学用户设施办公室——看起来不会有太大不同。APS升级将用一个最先进的模型取代机器的内部工作(一个由一千多个强大磁铁组成的电子存储环),但这项工作将主要在设施内部进行。

升级正在进行的最明显迹象是长光束线大楼 ( LBB ),这里有两个站点,研究人员将在那里使用更亮的 X 射线束进行尖端科学实验。自2020年7月22日举行奠基仪式以来,这座新大楼的建设已提前进行,预计将于2022年6月竣工。

该LBB将容纳在升级后的两个新的光束线试验站APS:原位纳米探针(ISN)的高能量X射线显微镜和(HEXM)。例如,ISN将能够在各种条件下对更大的样品进行实验,例如,允许科学家观察电池的充电和放电过程。HEXM将使用高能光束来观察更厚的样品,并帮助科学家为飞机发动机和太阳能电池制造更耐用的材料,仅举两个例子。

该LBB还将举办一个独特的活性材料实验室(AML)能够安全地准备和在邻国进行的实验中使用激活物质处理HEXM设施。

由于LBB站点在地面上取得了如此显着的进展,因此很容易忽略过去一年地表以下发生的情况。为了使该区域在结构上适合建筑物,施工人员挖掘了近20英尺深的泥土。他们清除了所有不合适的土壤,并用贫混凝土回填该区域,以提供均匀的表面。在AML下方,他们建造了一个地下室,用来放置连接到AML实验室地漏的特殊储水箱。

施工人员还浇筑了专门适合在每个设施中进行的实验的定制地板,以限制即使是可能破坏这些分析的最微小的振动。例如,HEXM外壳下方的楼板厚度为12英寸,与APS 的类似,而不是标准厚度(6 到 8 英寸)的混凝土楼板。此外,ISN外壳下方的混凝土楼板厚39英寸,以达到高度敏感的振动设计标准。该ISN的门,电缆开口和管开口将铅衬和加强,与各地门通往控制室和准备区的气闸。

在所有建筑物中,精益混凝土路基填料和较厚的楼板提供了所需的结构和热支持。整个ISN外壳楼板与相邻楼层完全隔离,以最大限度地减少振动。

建设完成后,升级项目将占用该建筑物,这将允许安装光束线设备。新的光束线将为阿贡未来的科学发现提供一个独一无二的空间。

关于高级光子源

美国能源部科学办公室位于阿贡国家实验室的先进光子源 ( APS ) 是世界上最高效的 X 射线光源设施之一。该APS提供高亮度X射线束在材料科学,化学,凝聚态物理,生命与环境科学与应用研究中心研究人员组成的多样化的社区。这些 X 射线非常适合探索材料和生物结构;元素分布;化学、磁性、电子状态;以及从电池到燃油喷射器喷雾的各种具有重要技术意义的工程系统,所有这些都是我们国家经济、技术和身体健康的基础。每年,超过5 ,000研究者使用APS,以产生超过2,000出版物详述有影响的发现,并且解决更重要生物蛋白结构比任何其他透视光源研究设施的用户。APS科学家和工程师创新技术,这是推进加速器和光源操作的核心。这包括产生研究人员珍视的极亮 X 射线的插入设备、将 X 射线聚焦到几纳米的透镜、最大限度地提高 X 射线与所研究样品相互作用方式的仪器,以及收集和管理APS发现研究产生的大量数据。

这项研究的先进光子源,在美国的使用资源DOE科学办公室的用户工具的操作DOE科学合同号办公室由美国阿贡国家实验室DE-AC 02 - 06 CH 11357。阿贡国家实验室致力于解决紧迫的国家科学技术问题。作为美国第一个国家实验室,阿贡几乎在所有科学学科中开展前沿的基础和应用科学研究。阿贡的研究人员与来自数百家公司、大学以及联邦、州和市政机构的研究人员密切合作,帮助他们解决具体问题,提升美国的科学领导地位,并为国家迎接更美好的未来做好准备。从以上员工60个国家,阿贡由管理UChicago阿贡,LLC在美国能源部的科学办公室。

美国能源部科学办公室是美国物理科学基础研究的最大支持者,致力于解决我们这个时代一些最紧迫的挑战。如需更多信息,请访问https:// ener gy .gov/ s c ience。图片库——(图片来自 JASON CREPS/ARGONNE 国家实验室。)

该ISN外壳站在一个36英寸厚板坯贫混凝土的。这提供了结构和热稳定性并减少了振动。混凝土墙左侧的圆形切口是光束线将进入的位置。

从AML 中,我们可以看到新浇筑的地板,它将是铅衬里的HEXM终端站。远处是ISN围栏和大厅的景色。左边是通往APS的走廊。上面是一条通往AML夹层的走秀。

橙色围栏目前在通往AML地下室的楼梯边缘。左边是连接LBB的HEXM和APS的走廊。它将容纳14个办公室。最右侧是LBB入口和其他办公室的框架。

施工人员挖掘了近20英尺深的泥土,清除了所有不适合的土壤,并用贫瘠的混凝土回填该区域。这张5月份的照片显示了连接APS400号楼和250米外的ISN终端站的直接走廊。


LBB将有一个钢结构的白色金属板外墙,与现有的APS区类似。ISN围墙的混凝土墙内侧有重钢筋,以提供额外的支持,如这张5月份的照片所示。


180米长的HEXM光束线需要对436号楼进行改造,包括拆除几个办公室。此外,还将建造地下通道和楼梯,用于步行、叉车和其他交通,如这张5月的照片所示。


这张5月的照片显示了LBB的占地面积。尽管由于大流行病导致材料短缺,但该团队还是能够避免进度延误。工作人员和主管人员在现场不受干扰地工作,而其他人则以虚拟方式支持该项目。
 

从AML 中,我们可以看到新浇筑的地板,它将是铅衬里的HEXM终端站。远处是ISN围栏和大厅的景色。左边是通往APS的走廊。上面是一条通往AML夹层的走秀。



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