Maßgefertigte Technik von Allectra unterstützt Meilenstein bei ESS Beam Stop

Die Europäische Spallationsquelle (ESS) hat kürzlich den ersten Beam Stop für den MBL-Abschnitt des supraleitenden Linearbeschleunigers der ESS erhalten und installiert. Der ESS-MBL Beam Stop wurde an der ESS in Lund (Schweden) entwickelt, von Mitarbeitern der ESS und von Proactive R&D zusammengebaut und ausgiebig getestet. Der Beam Stop ist eine Strahlabfangvorrichtung, die den Anforderungen der Klasse ISO 5 unterliegt, wassergekühlt ist und durch einen pneumatischen Aktuator im Vakuumstrahlrohr des ESS-Protonenbeschleunigers bewegt werden kann. An der Herstellung des Strahlstoppers waren mehrere Unternehmen aus ganz Europa beteiligt, darunter Proactive R&D in Spanien und Allectra in Sheffield Park (Vereinigtes Königreich). Diese Leistung ist ein eindrucksvolles Beispiel dafür, wie Wissenschaft als verbindende Kraft wirkt und Menschen über Grenzen und Disziplinen hinweg zusammenbringt, um komplexe technische Herausforderungen durch gemeinsamen Wissensaustausch und Zusammenarbeit zu bewältigen.

Wie hat Allectra zu diesem Projekt beigetragen?

Allectra ist ein führender Hersteller und Lieferant von Komponenten für den Einsatz in UHV-Umgebungen. Im Fall des ESS MBL Beam Stop schweißte Allectra die Vakuumflansche mit einem individuellen Verfahren, wählte die geeignete Schweißmethode aus und stellte die vakuumdichte Ausführung sicher. Die Kühlleitungen wurden mit einer Länge von fast 500 mm, beginnend von der Schweißnaht am Flansch, gefertigt und vermessen. Dieses Maß war entscheidend, um die richtige Passform und Funktionalität innerhalb der Baugruppe sicherzustellen. Während des Montageprozesses wurde festgestellt, dass die Schweißnähte einer erheblichen Belastung ausgesetzt sein würden. Eine solche Belastung stellte ein Risiko für die strukturelle Integrität der Schweißnähte dar und konnte möglicherweise die Zuverlässigkeit des Vakuumsystems beeinträchtigen. Um diesen Bedenken Rechnung zu tragen und das Risiko für die Schweißnahtintegrität zu mindern, entwickelte und fertigte Allectra eine maßgeschneiderte Zugentlastung speziell für diese Kühlrohre. Diese Lösung wurde implementiert, um die Wahrscheinlichkeit von Schäden zu verringern und die langfristige Leistungsfähigkeit der Kühlleitungen sicherzustellen. Zusätzlich zu den standardisierten Inspektionen nach dem Schweißen führte Allectra alle von ESS geforderten Tests durch. Insbesondere wurden gründliche Helium-Leckprüfungen durchgeführt, um die Vakuumintegrität der Schweißnaht besser als 10^-10 mbar L/s nachzuweisen. Am Ende des Schweißprozesses waren alle Vakuumoberflächen frei von sichtbaren Defekten wie Lochfraß, Rissen und Eindrückungen.

Was war die größte Herausforderung?

Der ESS MBL Beam Stop ist ein äußerst kompaktes Gerät, das entwickelt wurde, um den starken Strahl von 250 MeV-Protonen im supraleitenden Linearbeschleuniger der ESS zu stoppen. Der Strahlabfangabschnitt des Beam Stop wiegt etwa 40 kg, ist beweglich und wassergekühlt. Um die mechanische Belastung der kompakten Kühlrohre zu minimieren, hat Allectra eine maßgeschneiderte Halterung als Zugentlastung entwickelt und hergestellt, die die Kühlrohre schützt und ihre Lebensdauer verlängert. Alle Lösungen wurden in Zusammenarbeit mit den Ingenieuren von Proactive R&D (in Spanien) und den Mitarbeitern der ESS-Teams für Strahldiagnostik und Vakuum (in Schweden) gefunden. Das interdisziplinäre Team wählte die Materialien und Techniken unter Berücksichtigung der Vakuumanforderungen, der Strahlungsbeständigkeit, der Schweißbarkeit und der Ausgasung sorgfältig aus. Dieses erfolgreiche Ergebnis spiegelt die Kraft der internationalen Zusammenarbeit wider, bei der Hersteller, Ingenieure, Techniker und Wissenschaftler aus verschiedenen Ländern und mit unterschiedlichem Hintergrund zusammenkommen, um die Produktion und Erprobung des MBL-Beam Stop abzuschließen, der im supraleitenden Linearbeschleuniger der ESS zum Einsatz kommen wird. Weitere Informationen finden Sie im IBIC205-Konferenzbericht “Challenges with the beam destinations for the ESS linac (MOPMO06)”.