System kriogeniczny akceleratora ESS

Temat projektu: System kriogeniczny nadprzewodnikowego akceleratora Europejskiego Źródła Spalacyjnego ESS (European Spallation Source), prace badawczo-rozwojowe, projekt, produkcja i uruchomienie systemu dystrybucji helu (Cryogenic Distribution System).

Wartość zadań realizowanych przez Katedrę Kriogeniki i Inżynierii Lotniczej na podstawie decyzji Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego wynosi 39 094 127,76 złotych, realizacja w latach 2016 – 2020 (planowane zakończenie). Projekt jest kontynuacją wykonanych w latach 2015 – 2016 prac badawczych i rozwojowych dotyczących koncepcji systemu dystrybucji helu akceleratora ESS, zainicjowanych i kierowanych przez prof. Macieja Chorowskiego oraz finansowanych bezpośrednio przez organizację międzynarodową ESS ERIC z siedzibą w Lund.
Europejskie Źródło Spalacyjne ERIC (ESS – ang. European Spallation Source) jest budowane w Lund w południowej Szwecji przez konsorcjum utworzone przez 17 państw europejskich (w tym Polskę). ESS jest najsilniejszym w skali globalnej źródłem neutronów, będącym swoistym mikroskopem w skali subatomowej.
ESS będzie wykorzystywać wysokoenergetyczny liniowy akcelerator protonów zawierający 146 nadprzewodnikowych wnęk rezonansowych kriostatowanych z wykorzystaniem nadciekłego helu o temperaturze 2K. Zadaniem systemu kriogenicznego akceleratora jest doprowadzenie nadciekłego helu do kriomodułów zawierających nadprzewodnikowe wnęki rezonansowe SRF, w których zachodzi przyspieszenie protonów. Polska jest odpowiedzialna za dostarczenie i uruchomienie systemu dystrybucji helu (Cryogenic Distribution System) będącego jednych z kluczowych elementów akceleratora.
Katedra Kriogeniki i Inżynierii Lotniczej Politechniki Wrocławskiej jest odpowiedzialna za prace rozwojowe, projektowe, opracowanie technologii wykonania, produkcję, instalację w tunelu ESS w Lund oraz testy odbiorowe: kriogenicznego systemu dystrybucji helu do eliptycznej sekcji akceleratora ESS (CDS-EL) oraz kriogenicznego systemu dystrybucji helu dla stanowiska testów kriomodułów eliptycznych (CDS-LTS2).

Prace badawcze, projektowe oraz koordynacyjne są realizowane przez pracowników i współpracowników Katedry (m.in. M.Chorowski, J. Polinski, K. Tomczuk, J. Skrzypacz, A Ratajczak, T. Banaszkiewicz,
A. Piotrowska, A. Iluk, K. Malcher, W. Słomski, S. Trojanowski, M. Ciszek,
P. Stupińska) , natomiast produkcja, dostawa i uruchomienie systemu dystrybucji helu w Lund (Szwecja) są realizowane przez partnerów przemysłowych, pod bezpośrednim nadzorem Politechniki Wrocławskiej.

System dystrybucji helu (CDS-EL) w tunelu akceleratora ESS w Lund, projekt i nadzór wykonawczy Politechniki Wrocławskiej (fot. M. Chorowski)

Wizyta w ramach ACCSYS Technical Board przy zaprojektowanym przez Politechnikę stanowisku testowym kriomodułów (CDS-LTS2), czerwiec 2019, od lewej J.Fydrych (ESS, Lund), Z.Gołębiewski (NCBJ, Warszawa), M. Chorowski (Politechnika Wrocławska), Mats Lindroos (ESS Lund)