Promuovere in vari modi la scienza e la tecnologia degli acceleratori
Nell’ambito del progetto I.FAST, finanziato dall’UE, è stato realizzato con la produzione additiva un componente in rame fondamentale per i futuri acceleratori di particelle. Ciò che rende speciale questo componente è che, per la prima volta, è stato stampato in 3D in un unico pezzo. «Questa è la prova che i componenti in rame di grandi dimensioni, con un elemento alto quasi 400 millimetri, possono essere prodotti in modo additivo con sufficiente precisione impiegando i nostri macchinari o, in altri termini, che con la stampa tridimensionale possiamo produrre anche parti di elevata precisione come questa in modo più veloce, economico ed efficiente dal punto di vista energetico», ha dichiarato l’ingegnere Michael Thielmann dell’azienda tedesca ad alta tecnologia TRUMPF, produttrice del componente, in un articolo pubblicato su «3D Printing Media Network». La versione finale del componente in rame puro è stata presentata alla mostra internazionale di stampa 3D Formnext, tenutasi a Francoforte nel novembre 2022.
Fabbricazione più economica e veloce
Questo componente è un quadrupolo a radiofrequenza che, come spiega l’articolo, rappresenta una delle parti più complesse dell’acceleratore. Il componente fornisce energia al fascio di particelle, avvicinandolo alla velocità della luce. Fino a oggi, i quadrupoli a radiofrequenza erano prodotti usando metodi convenzionali, che esigevano tempi lunghi e costi elevati. Venivano fabbricati in luoghi diversi e assemblati successivamente, richiedendo diverse fasi di produzione come la fresatura e la brasatura. La produzione additiva ha permesso di eliminare queste fasi e di produrre il componente in un unico passaggio. «Sono più di 30 000 gli acceleratori utilizzati oggi in tutto il mondo, la maggior parte dei quali in ambito sanitario e industriale. La produzione additiva può contribuire a ridurre le dimensioni e i costi di tutti i tipi di acceleratori, migliorando e velocizzando la loro fabbricazione e potenziandone le prestazioni», ha osservato nello stesso articolo Maurizio Vretenar, dell’Organizzazione europea per la ricerca nucleare (CERN) che ha coordinato il progetto I.FAST. Inoltre, il laser verde impiegato nel processo di stampa 3D consente di produrre componenti in rame in modo più rapido ed economico rispetto ai sistemi che utilizzano la tecnologia a infrarossi, poiché il rame assorbe il raggio laser verde meglio di quello a infrarossi. «Ci serve meno energia per essere altrettanto veloci che con un laser a infrarossi, oppure possiamo lavorare più velocemente con la stessa energia», ha osservato Thielmann.
Sfidare gli studenti
Nell’ambito del suo obiettivo di porre l’Europa in prima linea nella scienza e nella tecnologia degli acceleratori, I.FAST invita studenti universitari e specializzandi a partecipare alla gara estiva 2023, volta a trovare applicazioni ambientali innovative per gli acceleratori di particelle. Per 10 giorni, dal 25 luglio al 3 agosto, studenti provenienti da contesti diversi che studiano nelle università europee lavoreranno in gruppi multidisciplinari di sei persone per elaborare nuovi modi in cui gli acceleratori possono essere utilizzati per affrontare gli attuali problemi ambientali. Per aiutare gli studenti a svolgere il loro compito, si terranno seminari di alto livello sugli acceleratori di particelle, sulle sfide ambientali e sull’innovazione. L’ultimo giorno, ogni gruppo presenterà il proprio lavoro a una giuria di esperti del CERN. La scadenza per la presentazione delle domande per questa iniziativa di I.FAST (Innovation Fostering in Accelerator Science and Technology) è il 28 febbraio 2023. Per maggiori informazioni, consultare: I.FAST sito web del progetto
Parole chiave
I.FAST, acceleratore di particelle, CERN, produzione additiva, stampa 3D, rame, componente, quadrupolo a radiofrequenza
