11. ACELERADOR VAN DE GRAAFF TRANSPORTE, MONTAJE TANDEM Y OPERACION G. López, R. Roos, W. Domínguez, J. Sanabria, R. Albo •. J. Col'lillo, R. AlmonzQ, A. Mottínez B., G. Murillo, E. Godínez * y M. Mozori** Programa de lAce lerador, Centro Nuc leor. Comisión Nocional de Energía Nuclear RES U,'tlES Bajo la 5.uprn;j~jóndr ~xprrlo5 d~ lH'EC. pI grupo d~/ acp/~rador ta;,. d,. la máquina Van d,. Graa!! tand~m rn lodo" sus as~ctos. Ir, instalación)' d" traslado a/inrQmi('nlo y st'cado a /a almós/na. prOlación dr circuito /0$ d,. acl' kradur dr gQHS aislant'5 ct'rrado d,. agua con sislrmfZs )! (Jiu comprimido, dr t'rl/riamirnto lrlu y máquina productora dr aiu dl'l aall'rador •• Oe los Talleres Investigador Generales )' $i$tl'ma dl'llutor, del Centro d •• medio tiempo. Instituto Nuclear. u$ando CNEN. de Fisieo. UNAM. s .27 1'1 1.5¡.1A. islos: d,./ mono transporo r/¡etrico, circuitos t'V(Jcuación dr gQ:S O airr (SOPJ. liquido. 1'115 dI' marzo dI' 1968 con un haz dI' protcml'$ dI' 11,\lI'V)' la calibración Comprrndr/'l ¡upnlt' d, ;on(,5, alambrado a f'r'5ión. H rncargñ sislrmas El acr/rrador dr flacio. fui PO$tniorml'ntl' umbral dI' la rl'acción 27 aaptado H Al(p. I'/l'ctuó n) 275; AHSTR ..\Cf l'ndn 1/\'1:(; ~xpnt VtJn dr (~raajj. alignm~71t /)ijjrrrnt trction. bram o/I.5j.1A group Ulld~rtook mounling t/lis mOlmlj,¡g includrd s)strm maenillr. al 12\jrV. drllretillg~}Slrm, th~ aeetlnatrA Iran~p(Jrlatim¡. !l'ith eooling Th, arcrlrral(Jr tOfl'rr (SOP). uJa~ aer~ptrd rol1Ofl'ÍlIR j,atallalion. 2í using thr 2i AI(p,ll) Si ,'acuum thr ttJlldtm i7l.~taflalim¡ a"d and ion SOIlTTr. rriring. ga~ handling a"d dr)'ing s)'~trm. clojrd!¡'at~r alld Iiqlúd.air 01 as~cts 01 accrlnator airo gas t,l'au~t. ~up~rf'i~irm. eomprrBtd .~)st~ms and pro- ,\tareh 15. 19(}8. /lIith a pratan thr machinr u'.:u calibratrd 1l'Í11oih bram tbrr~hold. 'NTROOUCCION El aceleradl"ll' Van de Graaff tandem (dos pasos de aceleración), cializado pera el estudio Aunque de reacciones la idea central (iones negativos - despojo ace lerad or fué propues ta origi no lmente por Oemps ter han intervenido Corporotion te de este muchos laboratorios, (HVEC) desarrollo logro construir (Fig. 11-1), es un equipo muy espe' nucleares. noes estos t sino hasta instrumentos así como lo posible - iones positivos) y A lvarez 2 paro este y en e I desarrollo 1958 que la H g~ Voltage pora llevarlos utilización Engineering e la próctico. de varios tipo de tecnológ ic o Gran par- aceleradores en se. rie, se debió al Dr. Robert J. Van de GraaffJ• 'O~ITIV( P051TIVE lO" 8UM O<AIl(:I"e I "1(:" UlT / VOl1.GE / .001"C C•••• l lO" 8tAM ID" -T".~.'.'._~ / -~ o¿~ ,.,,'"'" ."." •• TAllen HECTlW" "ECHIVE ----o!!J1: E~PJI!I! !!E/~Ij IllIrmllll'¡¡r~ / • TEIlM'''.l FIG. P05'1'V( 11 ,1. Two"Stage s .28 Tandem Acceterator. 10•• 1(." SOUlltl La móquina adquirida para México de la Compañía HVEC fué la número 23 del tipa tondem EN. Mediante un financiamiento del Gobierno de Méxicoo través de Nocional Financiera y Eximoonk. se ordenó lo construcción del acelerador y algún equipo adicional Correspondió 01 persono I de lo CNEN, bo¡o la supervisión agosto 12 de 1963. HVEC, lo instalación del acelerador o HVEC en de expertas de y su equipo periférico. EI15 de marzo de 1968 alcanzó el acelerador las potenciales y corrientes del haz de proyecti les es pec ificados por lo caso vendedora. l. TRANSPORTE El grueso del equipoque dólares. comprendió 01 acelerador básicamente mismo, costó 916,000 Los Lic. So h,ador Cordono y Armando Audiroc de lo CNEN, colaboraron con este gru. po en todo lo referente o las permisos de importación, trómites aduano les, seg~os, transporte, etc., del equipo mencionado. Debido 01 peso y tamaño, especialmente conveniente resultó ser el de ferrocarril. coma columnas y tubos aceleradores, ni golpes. Hubo necesidad temperatura. del tanque del acelerador. el transporte más Otro condición se impuso en los piezas especiales los que no admitían ni'cambios bruscos de temperot •..•. a. de que este equipo viniera en un corro amortiguado con control de El primeremoorque (mayo de 1965) comptendió cuotro corros de ferrocarril, uno de ellos uno plataforma que traía el tanque, otra la base y cojo de lo fuente de iones (Fig.II-2). Se buscó cerco del Centro Nuclear el lugar mós apropiodo poro los maniobras de descarga del equipo, resultando el acceso éste la Cima, Edo. de México. Hubo, sin embargo, necesidad poro los camiones y trailers que harían los maniobras. de preparar Estos na podían posar por un puente menor o lo solido de lo Estación de Solazar. Personal de lo compañía CYCSA, o cargo de lo obra civil del Centro, ayudaron muy efi. cazmente a efectuar todos los maniobras de cargo y descargo, cuidado y gran rapidez. los que debían hacerse con sumo Se empleó un día poro el traslado del tanque del acelerador; del equipo inicial (44.5 ton). la mayor porte en cojas, fué trasladado Centro. También con lo ayudo del personal de CYCSA fué posible colocar con precisión 1 mm lo posición del tanque del acelerador dos tubos aceleradores, de (22 ton) en el labcrotario. El segundo embarque (equipo adicional de HYEC, por 99.394.25 dólares), nor. el resto en otro día de lo Cima 01 fuente de iones, compresora. tanques de almacenamiento comprendió y equipo me- F ué tras ladado de lo misma estac ión o I Centro en septiembre de 1967, también con lo ayu- do de I pers ano I de e YCSA. S .29 2. INSTALACION El del acelerador, grupo enero de 1966. cionar No contando uno planto eléctrico algunos máquinas mecónico cualidades humanos Tomos Fraser, se había logrado res correspondienfes, hobía quedado inesperadamente tanto, También iniciar se instalaron del ocele- lo instalación probados el grupo se encargó de la parte cenfraldel con sus tubos Nº 3, durante inicial acelerado. la noche del15 en el montaje se recibió de mor. del tandem. en el segundo La re. embarque de HVEC. e instalación de varias partes ne. como Son: de los imanes deflector, de la electrónica desde del acelerador c) Circuitos y yo el día 2 de marzo de 1966, (Fig.IJ-4). de la construcción de lo máquina, pO" su cOp::lcidod y alineamiento La columno, en la fábrica adquirido se distinguió selector y su electrónica asociado, paro lo CNEN en lo UNA,v. b) Alambrado directa) mecánico de dos meses. gran parte de la acción a) Montaje y alineamiento construidO!. donde la rotura del tubo acelerador de los tubos aceleradores para la operación de HVEC, bojo compresión junto con el equipo adicional Mientras cesados poner a fun- inicialmenfe, lo de emergencia. p::lro poder el ensamble en el término zo de 1966, la que interrumpió Posición (Fig.II-3), de dos expertos acelerador (1967), sería dicho. Bojo lo supervisión Se ~esentó fué necesario, con aguo y electricidad, que postericrmente del toller rador propiamente integrado a fines de 1965. empezó a trabojar en Solazor el3 de del acelerador los tableros (duetos de corriente de distribución y equipo asociado (Fig. para el desplazamiento y confrol central alterno hasta y cariente los de operación 11-5). y secado del gas aislante del acelerador (N y CO ), , sugeridos por HVEC; líneas dificodas poro los necesidades d) Circuito giloncia hidráulico cerrado de la instalación e) Línea de aire a presión f) Sistema de evacuación 9) Montaje y pruebas del acelerador h) Diseño de gas para presiones del acelerador de refrigeración (1-6), 2 mo. del acelerador de varios y afros contratada instrumentos. Vi. por SOPo dispositivos. del oire o gas de lo máquina a lo atmósfera. prolongados y deflectores; e instalación (Fig. de Solazar. de la torre de enfriamiento poro lo operación alto e infermedia de vacío con bombo mecónica detección de elementos de fugas con equipo protectore~ de los equipos de los ¡:xJrtes vitales f)'estodo por la UNAM. para casos de emergen. e io por fa Ita de aguo e linterrupc iones e léctdcas. i) Montaje de la máquina productaa de aire s . 30 líquido poro los sistemas de vacío (7 lihora). ~ a u • ~ = d lL ¡:IG.II-3. Taller mecánico de mantenimiento s .33 y construcción menor. Muchos de estas agua hasta principios instalaciones En noviembre y porte de diciembre HYEC, poro lo terminación de 1968 cuando 3. DE ACEPTACION Se pidió entonces ción el acelerador. (Feb. Después del ocelerador, 1968), falto de corriente del equipo adicional. tiempo electricidad lo presencio de corregir alcanzándose de expertos de HVEC. un gran número de detalles, los siguientes característicos se hicieron el15 1.0 2 3.0 7.5 6 4.0 5.1 4.0 1.8 8 10 5.5 1.5 1I 6.0 1.5 12 pobre (4x 10.~ mm Hg) debido de alto energía precisión Ha habido ADICIONALES necesidad después (Fig.II-7), ("- 50 keY) en el acelerador aún en las molos condiciones TRABAJOS el contratista los primeros o uno fugo en un fuelle se llevó el hoz hasta lo energía metál¡. el imán deflector, del hoz de protones mismo fue aproximadamente de 50%. del acelerador. semejante o Jo del de vacío. POSTERIORES de esto etapa A LA ACEPTACION de pruebas nes. no tonto en el equipo de HVEC, como en el construido Particularmente febrero Energía de protones 1.0 con regular de de marzo de 1968: MeV A pesar de tener un vacío de expertos p::lro poner en opera- I,A Lo transmisión y yagua en el edificio. MV comprobando eléctrico No fué sino hasta ininterrumpido Corriente del hoz co, en lo zona extrema 4. 10 por DEL ACELERADOR Voltaje en lo termino I deflector. probarse de 1967, se contó con lo supervisión de lo instalación se logró tener por algún PRUEBAS pruebas no pudieron de 1968. de SOP, en lo que se refiere S • 3S DEL ACELERADOR iniciales. por SOP, de ciertos lo CFE a los subestociones correccio. y lo propio CNEN. eléctricas, tomó mucho mós tiempo del que solicitó a) Operando el acelerador para efectuar se observó Hubo neces ¡dad de recircular g-ado satisfactorio cerrado rro que contaminaba d) Se sustituyó el servicio las subestaciones a Icanzor un de 100 de fugas de gas del tanque de cambiar de 1968. un tanque de fie- inoxidable. I/seg por uno de 500 J;'seg o la entrada marcho del convertidor del Centro, de frecuencia anteriores de interrupciones f) Se intentaron las ccrrecciones fabricado en ésta grupo o construir (300 (1000 eléctrica, uno línea directo futuros. SOP de aprovechó que se requerían en de los interrUPtores de emergencia. kVA), que lo CFE kVA), que en varios Lo puesto en instaló ocasiones paro sustituir follaron, impuso eléctricas. de calibración, Con vidrio, del Instituto por el Dr. A. Sandoval, uno totalmente un sistema hacia y adiciones los plantos los primeros experimentos ro de blancos en lo alimentación así Como la conexión paro poner en operación o los convertidores cambios sino en la conexión hayo menos interrupciones paro efectuar eléctricas de transferencia g) Se agregó hasta el mes de octubre hubo necesidad para efectuar con lo que se espero hechos hasta por uno de acero de Amomolulco, interrupciones otro serie ocas iones, del gas aislante. magnético. suspendió Toluca, sistemótico un sinnúmero definitivo de agua (CNEN) al sistema, yo no en lo estación estas en varias localizar una bombo de difusión del deflector e) La eFE un humedecimiento lo y secarlo logrando su sello cl En el circuito C(ll"recciones. de humedad. b) Llevó mucho tiempo y paciencia del acelerador, dichas empleando de Físico. del Instituto una antiguo cóma- Infructuosos reparaciones de Química, UNAM, obligaron al metólico. de alimentación de distintos gases o lo fuente de iones (hasta 5 diferentes). 5. CAlIBRACION DEL EQUIPO Uno vez corregidos de proyectiles los e lementos hosto el primer blanco, Variando de neutrones lo energía de lo reacción t 0.0038 ópticos y habiendo (p, n) en el cobre de lo tubería, reacciones de 5.7969 todos de protones 27AI(p,n)27Si y los líneas eliminado se bombardeó en incrementos (Fig.II-8), MeV", valor con el que se corrigió s . 36 de vacío, :}I fondo de paro llevar e I hoz neutrones un blanco grueso de unos 6 keV, se determinó para compararlo debido o de aluminio. el umbral con lo determinación lo medido del vóltmetro generador, ::-:dica- ..• =2 u.. .- M Fig. 11-5. Acelerador Van de Groaff tondem. Zona de boja energía. Fuente de iones. Sistema de almacenamiento, recirculae ción y compresión de gas. s .39 •~ , . .•.. ~ ~ ., . ~ ..'., ' ;-'• "" : , ..~: ,. '- H ~ Ii o :v> = ! ., • .. .• .' . ID I 5 <>: - ~: •. o •• <> •• :> ••.• o •• '" t!Í • :> "". ~ U. •• ~ ~. : .~ 2 • , , i ., =% i" • -H , --, 8 • < • . •,. . •. • , ~ ;~~ ., ., ,..-'4 ~l ~ ! Q I ¡L. m,::, ••. .~ . .. i, .. . .a:,.. .~. .. , .. ~.'.' ~.. ~ ~ g 8 i ~; : 3• .- ..- .., s - 40 Fig. 11-7. Acelerada Van de Graaff tandem. Zono de a Ita energía. s . 41 dor del alto volta¡e de lo terminal del acelerador. umbra 1, permitió establecer en el imón deflector, Asimismo, esto determinación en 10 1.43cm el rad io efectivo de las trayectorias va lor muy cercano o 1de proyecto, que fué de 10 1.5cm precisa del de los plrtícu\os (Ver artículo 11I). El instituto de Físico de la UNAM p-estó el detector de neutrones del tipo Bonner, con el que se efectuaron estos p-imeras medidos. ii';;;;;;" , ""P' J .. ' .. ..••••• ••• :ALlBRACION ,. ,•• ",Jo 'l\l(p,n)"Si DEL ACEL ERADOR FlG. 11-8 •••.• 0. 6. ACELERACION DE PROYECTILES AdemÓs de lo aceleración y deflector haces de deuterones. con corrientes de protones a través del equipo, se logró con éxito acelerar También se llegaron o medir haces de partículas de 0.2 p.A en la zona de alta energío del acelerador. en lo octualidad (octubre de 1968) operar con soltura el acelerador profesional responsable de oxígeno Estos prácticos por el personal permiten técnico y del equipo. AGRADECIMIENTOS El Sr. Werner Scheer de HVEC se distinguió final del arranque del acelerador. Se ogradece por su empuje y decisión durante lo etapa lo ayudo de los residentes de SOP y del perso. nal de CYCSA en varios etapas de este proyecto, en particular 01 Ing. Carlos Fonseco. A los Sres. Carlos Rosos Argüelles y José Rangel, en lo referente o instalaciones e hi- dróulicos, cooperación respectivamente; yo los Sres. ~rco eléctricos Antonio Olivo, Pedro Pérez y Abe! Solazar, Su durante lo construcciÓn de varios elementos requeridos S .43 por el grupo y el transporte de los equipos 01 Centro Nucleor. Talleres En el toller mecánico se distinguió Generales ha cooperodo en varios aspectos en lo referente al diseño de equipo, suministro eléctrico Fernondo Moctezumo. de este proyecto, especialmente y de aguo. REFERENCIAS l. -The production of high-velocity Phys.Rev. 42,901 (1932). protons by repeated accelerations", 2. • Energy Doubl ing in dc Acce lerators 3•• Tandem Electrostatic 195 (1960). 4. •Acce lerator ca I¡bration energies'" Acceleratas", JI, A.J. Dempster, L. W. AIvarez, Rev. Sci. Instr. 22, 705 (1951). R.J. Von de Graaff, Nucl. Instr. and Meth. 8, J. B. Marion, Rev. Mod. Phys. 38, 660 (1966). S - 44