北京
这些存储架将用于存放曾用于引导对撞机束流运行的超导磁体。
一名美国学生设计了巨型存储架，能够承载重达4.5万磅的超导磁体，用于世界上首台电子离子对撞机（EIC）。
这些四层存储架由罗切斯特理工学院（RIT）机械工程技术专业大四学生罗伯特·德雅尔丹及其导师、EIC机械工程师乔纳森·格林共同设计。这些结构将用于存放来自布鲁克海文国家实验室（BNL）相对论重离子对撞机（RHIC）的超导磁体。
约80块磁体将从RHIC中拆除。在向EIC过渡期间，它们需要被妥善存放。部分设备日后还可能作为新机器的备件重新使用。
据团队介绍，单块磁体重量可高达1.2万磅。由于仓库地面空间有限，工程师们决定改为向垂直方向拓展。“地面空间非常宝贵，”格林说，“所以要向上建，而不是向外扩。”
堆叠巨型磁体
团队此前一直将磁体存放在三层存储架上，因为天花板空间有限。相比之下，新设计将层数增加到四层，其强度也足以安全支撑巨大的载荷。“这些存储架就是为此而造的，”格林解释道，“我们有太多磁体需要存放。”
然而，增加第四层意味着必须对可追溯至数十年前的设计进行更新。德雅尔丹在该设施进行美国能源部暑期实习期间开始重新设计这一结构。他的工作基于可追溯到20世纪90年代的手绘图纸中的设计方案。
“挑战之一是如何降低成本，同时还要加固存储架，使其足够坚固以承载四块磁体，”德雅尔丹解释说。初始设计在10周后完成。“做了大量分析，”格林透露，“但我觉得我并没有对他的设计做太大改动。”
随后，这名学生联系了当地制造商，并发现了现成组件，比20世纪90年代设计中使用的定制部件更便宜。基于他设计的第一个存储架于6月运抵。
该存储架还必须能够抵御潜在地震，同时不影响所存磁体的安全。为确保其能够满足这些要求，工程师对原型进行了多项安全和结构审查，包括屈曲分析、静载分析、模态分析和抗震分析。
为EIC重复利用磁体
在完成安全测试后，格林确认该存储架符合当今的结构工程标准。他预计，在其实习生的设计帮助下，约80块来自RHIC的磁体将被存放起来以供EIC使用。“罗布成功设计了能够承受超过4.5万磅的存储架，”格林说。
团队计划每种类型的RHIC磁体各保留一块。德雅尔丹的重新设计预计将为该项目节省约42万美元。德雅尔丹指出，看着自己的设计变成真实结构是一种独特的体验。“看到我在10周暑期里设计的东西在现实生活中被建造出来，真是不可思议，”这位长岛本地人在一份新闻稿中说。
RHIC运行了26年。它使用超导磁体在其2.4英里长的环中聚焦并引导粒子束。随着其继任者筹备工作的推进，BNL工作人员于4月开始从该加速器中拆除部件。
团队的目标是保留那些尚未立即需要但仍有使用价值的磁体。EIC将重复利用RHIC现有基础设施的重要部分，包括其中一个离子储存环。此外，还将建造一台新的电子加速器和储存环。
与让重离子和质子相撞的RHIC不同，EIC将让电子撞击质子和原子核。研究人员将利用这些碰撞探测物质的内部结构，并研究夸克和胶子——构成质子和中子的基本粒子——在原子核内部如何表现。
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