ORNL представляет нейтронный коллиматор Франкенштейна

Ученые из Национальной лаборатории Ок-Ридж разработали новый подход, получивший название “Дизайн Франкенштейна” для решения проблем, связанных с 3D-печатью нейтронных коллиматоров. Этим жизненно важным компонентам, имеющим решающее значение для экспериментов по рассеянию нейтронов, ранее препятствовали ограничения традиционных методов производства. Нейтронные коллиматоры служат для фильтрации нежелательных нейтронов, обеспечивая точный сбор данных во время экспериментов.

Используя методы аддитивного производства, такие как струйная обработка связующим, команда успешно напечатала несколько более мелких деталей и вручную собрала их в целые коллиматоры. Этот подход не только решал проблемы точности, но и позволял настраивать конструкции коллиматоров в соответствии с конкретными экспериментальными требованиями.

Колламинатор, показывающий места соединения отдельных частей. (Изображение предоставлено: ORNL) <п>Инновационный “дизайн Франкенштейна” включает в себя конфигурации с альтернативными лезвиями, оптимизируя производительность коллиматора и одновременно смягчая ограничения печати, связанные с размером. Передовое компьютерное моделирование было использовано для уточнения конструкции, оптимизации производственного процесса и обеспечения оптимальной функциональности.

Экспериментальная проверка на луче расщепляющих нейтронов и давления продемонстрировала эффективность 3D-напечатанных коллиматоров, демонстрируя значительное увеличение сигнала образца по сравнению с нежелательным рассеянием. Успех этого начинания подчеркивает преобразующий потенциал сочетания моделирования и передовых производственных технологий в развитии нейтронной науки.

“Чтобы продемонстрировать жизнеспособность использования изготовленных по индивидуальному заказу коллиматоров, напечатанных на 3D-принтере, мы решили использовать очень маленький образец, содержащийся в ячейке с алмазной наковальней — камере высокого давления, в которой используются алмазы. сжимать материалы”. Сказала Бьянка Хаберл, автор-корреспондент исследования и ученый по рассеянию нейтронов в SNS.

“Некоторые из этих клеток настолько сложны и сильны, что способны создавать давление, приближающееся к давлению в центре Земли. Фактически, камеры высокого давления представляют собой одну из самых сложных сред, используемых в нейтронных экспериментах, поэтому отфильтровать огромное количество нежелательного рассеяния клеток, которое они производят, является настоящей проблемой.”

Двигаясь вперед, дальнейшие усовершенствования в процедурах контроля качества производства и центровки обещают повысить точность и эффективность приборов рассеяния нейтронов. Открывая новые горизонты в индивидуализации конструкции коллиматоров, это исследование создает прецедент для будущих инноваций в нейтронной науке и за ее пределами.

<стр>Источник: ornl.gov</стр>