États-Unis: la source de neutrons de spallation de l’ORNL enregistre un record mondial

L’ORNL (Oak Ridge National Laboratory), qui est rattaché au Département américain de l’énergie (DOE), exploite la source de neutrons de spallation (SNS), dans l’État du Tennessee. Celle-ci génère des faisceaux neutroniques utilisés depuis 2006 par les scientifiques pour étudier les phénomènes énergétiques et les matériaux – du niveau de l’atome à l’échelle moyenne. D’après l’ORNL, un record mondial pour un accélérateur linéaire utilisé dans la recherche neutronique a été établi: l’accélérateur a atteint une puissance de fonctionnement de 1,55 MW et est ainsi allé au-delà de la capacité prévue par sa conception.

L’ORNL a indiqué dans son communiqué que la puissance élevée de l’accélérateur permettait de générer davantage de neutrons utilisés ensuite par les chercheurs et chercheuses pour étudier et améliorer toute une palette de matériaux, par exemple afin de mettre à disposition des cellules solaires plus efficaces, des batteries à plus longue durée de vie, et des matériaux destinés au transport plus robustes et plus légers: «Ce record est une nouvelle étape pour la diffusion neutronique aux États-Unis, et il permettra d’aborder des questions et des problématiques complexes en lien avec la recherche en science des matériaux.»

Principe de fonctionnement de la source de neutrons de spallation de l’ORNL
L’installation génère des neutrons grâce à l’accélération de protons à travers un accélérateur linéaire de 300 mètres de long sur une cible liquide au mercure. D’après l’ORNL, les «éclats» de neutrons produits au moment du choc sont transportés jusqu’aux instruments de recherche haute puissance qui se trouvent autour. Ces instruments permettent ensuite aux scientifiques d’utiliser les neutrons pour étudier la structure atomique et le comportement de différents matériaux. «Les neutrons sont diffusés par les atomes du matériau et captés par les détecteurs grande vitesse, et permettent aux équipes d’analyser les informations de base», a déclaré l’ORNL.

Le projet Proton-Power-Upgrade
La puissance de la SNS de 1,55 MW a été atteinte suite à l’installation récente de systèmes d’accélération supplémentaires, qui s’inscrivent dans le cadre du projet Proton-Power-Upgrade mené à l’ORNL. L’achèvement du projet, prévu en 2025, permettra d’accroître la puissance de l’accélérateur jusqu’à 2,8 MW. «Cela permettra d’augmenter la quantité de neutrons destinés aux expérimentations menées sur la First Target Station, et de rendre possibles de nouvelles découvertes ainsi que l’exploitation de la Second Target Station en projet - une troisième source de neutrons complémentaire à l’ORNL», a annoncé l’ORNL.