Zaawansowane modelowanie 3D: Akcelerator cząstek w ośrodku ESS

„Obecnie mamy ponad 300 użytkowników, ale za pięć lat przewidujemy ponad 1000 użytkowników. Prace trwają, ale stale je aktualizujemy”.

Colin Carlile, dyrektor generalny i prezes, ESS (European Spallation Source)

Budowa ośrodka European Spallation Source (ESS) w szwedzkim Lund rozpoczęła się w 2014 roku. Inwestycja ta ma ambicję stać się najważniejszym na świecie centrum badań materiałowych. Tak ogromne przedsięwzięcie wymagało lat skrupulatnego planowania, a proces optymalizacji i rozbudowy kompleksu jest kontynuowany do dziś

Spalacja to zjawisko polegające na wybijaniu fragmentów materiału (odprysków) z ciała stałego pod wpływem uderzenia lub naprężeń. W fizyce jądrowej terminem tym określa się proces, w którym ciężkie jądro atomowe emituje liczne neutrony w wyniku zderzenia z cząstką o wysokiej energii.

W partnerstwie z 17 krajami europejskimi, ośrodek ESS dąży do stworzenia czołowej na świecie placówki badań neutronowych, która osiągnie pełną zdolność operacyjną do 2025 roku. Projekt ten, często określany mianem nordyckiego CERN-u, funkcjonuje w skomplikowanym, międzynarodowym środowisku akademickim, w którym efektywne zarządzanie dokumentacją techniczną ma znaczenie krytyczne.

Do tej pory TECHNIA wraz z partnerami wdrożyła platformę ENOVIA do zarządzania dokumentacją Word i PDF oraz oprogramowanie CATIA, które służy do zaawansowanego modelowania 3D infrastruktury obiektu – w tym schematów elektrycznych, rurociągów oraz systemów orurowania.

Złożony projekt

„European Spallation Source to złożony projekt, który łączy partnerów naukowych i przemysłowych z ponad 17 różnych krajów. CATIA i ENOVIA to sprawdzone systemy, które naszym zdaniem pozwolą nam udostępniać i aktualizować dokumenty wszystkim naszym partnerom w wielu różnych formatach”

Colin Carlile, dyrektor generalny European Spallation Source ESS AB.

ESS to w swej istocie potężny akcelerator cząstek, który wykorzystuje wiązki neutronów do precyzyjnej analizy struktury materii. Pełniąc rolę swoistego 'supermikroskopu’, ośrodek ten pozwoli naukowcom badać różnorodne materiały na poziomie atomowym, otwierając nowe możliwości dla zaawansowanych odkryć naukowych.

Co przyniesie przyszłość?

Potencjał badawczy akceleratora liniowego ESS obejmuje przełomowe odkrycia medyczne w obszarze procesów starzenia i ochrony zdrowia, a także rozwój technologii zrównoważonych i odnawialnych źródeł energii. Badania w ośrodku wpłyną również na innowacje w sektorach spożywczym i IT, inżynierii materiałowej oraz archeologii. Ponadto ESS umożliwi realizację zaawansowanych eksperymentów w dziedzinie fizyki kwantowej, biomateriałów oraz nanonauk.

Organizacja ESS zatrudnia obecnie w szwedzkim Lund ponad 100 naukowców, inżynierów oraz pracowników administracyjnych. Dzięki kooperacji z setkami fizyków z całego świata oraz umowom partnerskim z laboratoriami w Szwajcarii i Japonii, projekt dąży do uruchomienia nowej placówki do 2023 roku oraz sfinalizowania fazy budowy do roku 2025.

Sercem przyszłego obiektu będzie obrotowa, chłodzona helem tarcza wolframowa, w którą uderzają protony przyspieszane w akceleratorze liniowym. Proces ten generuje potężne impulsy neutronowe. Tarczę otaczają kriogeniczne moderatory wodorowe, zasilające systemy prowadnic superlustrzanych. Działają one na zasadzie zbliżonej do światłowodów, kierując wiązki neutronów do stacji badawczych, w których analizowane będą właściwości różnych materiałów. Aby w pełni wykorzystać potencjał długiego impulsu, kluczowe instrumenty badawcze poddano ponad dziesięcioletnim analizom, a wiele z tych projektów to rozwiązania unikalne w skali światowej, opracowane specjalnie dla ES.

„ESS pozwoli nam na głębsze zrozumienie praw natury. Wyniki prowadzonych tu badań będą miały kluczowe znaczenie dla przyszłego postępu naukowego i innowacyjności przemysłu”.

Colin Carlile, dyrektor generalny European Spallation Source ESS AB.