La Universidad de Granada y el Consorcio IFMIF-DONES España recepcionan el primer prototipo del acelerador de partículas

La instalación MuVacAS (Multipurpose Vacuum Accident Scenarios), un prototipo a escala de los últimos 30 metros de las cámaras de vacío del acelerador de partículas, ha sido recepcionada por la Universidad de Granada y el Consorcio IFMIF-DONES España.

MuVacAS se encuentra ahora mismo operativo en las instalaciones del centro tecnológico Tekniker, en Eibar (Guipúzcoa), donde se ha llevado a cabo su fabricación. En los próximos meses se transportará e instalará en el Centro de Investigación UGR-DONES, en Escúzar (Granada), convirtiéndose así, junto con el prototipo STUMM-Proto, en el primer componente de alta tecnología en llegar al enclave.

Durante los próximos años, esta instalación servirá para llevar a cabo campañas experimentales, comprobar equipos y apoyar la formación de personal en tecnologías de alto vacío mediante la incorporación doctorandos y personal técnico. Supone, por tanto, un germen de los futuros laboratorios de alto vacío que serán fundamentales para la construcción y operación del acelerador.

El objetivo de MuVacAS es validar tecnologías de alto vacío necesarias para el acelerador, ya que, sin este vacío, el haz de deuterones acelerado se perdería en pocos metros al chocar con las moléculas de aire y otros gases residuales. Las tecnologías que se tienen que validar incluyen, entre otras cosas, los tipos de equipos de bombeo y su distribución en la línea de vacío, sensores, válvulas de vacío y mecanismos de protección en caso de fallos en los sistemas, como fugas o roturas abruptas en algún punto de la línea de vacío.

Estas fugas o roturas en las cámaras pueden producir ondas de choque, debido a la gran cantidad de gas que puede entrar abruptamente. El mecanismo para mitigar estos eventos consiste en instalar las llamadas «válvulas de aislamiento rápido», que son capaces de cerrarse en cuestión de una décima de segundo y aislar zonas de la línea de vacío del acelerador donde se ha dado la fuga. Es importante, en cualquier caso, saber la cantidad de aire que «se les escaparía» a estas válvulas rápidas al cerrarse dado que, aunque se cierran muy rápido, las ondas de choque pueden viajar a velocidades de más de 1000 m/s.

Con el fin de validar si los sistemas de protección del acelerador actúan a tiempo es necesario estudiar los procesos y tiempos de generación de estas ondas de choque, así como predecir y medir su velocidad.

Para conseguir la presión de 10^-7 mbar (o.ooooooooo1 veces la presión atmosférica) se usan «aspiradoras» o, en jerga técnica, «grupos de bombeo de vacío». Un componente muy sofisticado de estos grupos son las bombas turbo-moleculares. Estos equipos son similares a turbinas, con álabes inclinados que giran más de 1000 veces por segundo, golpeando hacia el exterior las pocas moléculas que viajan perdidas y dispersadas por el vacío del interior del “tubo” del acelerador. La instalación tiene 6 de estos grupos de bombeo.

Para simular fugas o entradas abrupta de gas, MuVacAS tiene dos tipos emuladores. Uno de ellos en un módulo de inyección de gases, que puede introducir de forma muy rápida (en milisegundos) distintos caudales de gases, medidos de forma muy precisa, para ayudarnos a estudiar los tiempos de propagación asociados.

El segundo módulo está diseñado para simular una rotura abrupta de la cámara del blanco de litio, para lo cual se emplea un “péndulo-punzón”, que perfora muy rápidamente una lámina de aluminio que cierra la cámara del blanco.

Para medir y estudiar estas entradas de gases al vacío en todos estos experimentos, MuVacAS cuenta con una gran cantidad de instrumentación de adquisición muy rápida, desarrollado ‘ad hoc’, que puede medir cambios de presión en el vacío en menos de una diezmilésima de segundo. Además, incluye multitud de instrumentación para medir la propagación como acelerómetros y galgas extensiométricas.

En este vídeo podrás conocer por dentro la instalación.