ANNESS 1
AMBITU XJENTIFIKU U TEKNIKU TAL-ESS
1. L-GĦAN U L-AMBITU TA' DAN L-ANNESS
L-għan ta' dan l-Anness tal-Istatuti għas-Sors ta' Spallazzjoni Ewropew ERIC huwa l-istabbiliment ta' kwadru fit-termini tal-ambitu xjentifiku u tekniku għall-faċilità tal-ESS. Huwa bbażat fuq ir-Rapport dwar id-Disinn Tekniku (TDR) ippreżentat lill-Kumitat ta' Tmexxija tal-ESS fil-laqgħa tiegħu fi Frar 2013. It-TDR huwa riżultat tanġibbli tal-Memorandum ta' Qbil għall-fażi ta' qabel il-kostruzzjoni tal-ESS u huwa r-riżultat ta' xogħol kollaborattiv li jinvolvi organizzazzjonijiet ta' riċerka madwar l-Ewropa kollha u lil hinn minnha. L-Anness jagħti wkoll il-kuntest ta' dan il-proġett u jiddeskrivi l-kuntest internazzjonali tal-faċilità. Sommarju tal-istima tal-kostijiet assoċjati u tal-iskeda huma deskritti fl-Anness 2.
2. KUNTEST
L-ESS hija infrastruttura xjentifika internazzjonali ġdida li għandha tinbena f'Lund, filwaqt li l-attivitajiet ta' ġestjoni tad-dejta jkunu f'Kopenħagen. Se tkun faċilità xjentifika multidixxiplinarja, li taqdi x-xjenzi tal-ħajja, il-fiżika, il-kimika, u x-xjenza tal-materjali, kif ukoll ix-xjenzi dwar l-enerġija u l-klima. Dan isaħħaħ il-ħsieb wara r-rakkomandazzjonijiet tal-OECD Megascience Forum tal-1999 għall-faċilitajiet tan-newtroni fuq skala kbira madwar id-dinja.
Il-kostruzzjoni tas-sors ta' newtroni tal-ESS għall-materjali tax-xjenza hija element ewlieni fl-isforzi Ewropej biex jiġu żviluppati aktar l-għadd ta' infrastrutturi ta' riċerka ta' klassi dinjija fuq skala kbira. Bi sforz pan-Ewropew fl-2002 twettaq Rapport Tekniku li ppreżenta d-disinn kunċettwali u Każ Xjentifiku assoċjat. Fl-2003, il-Forum Strateġiku Ewropew għall-Infrastrutturi tar-Riċerka (ESFRI), imwaqqaf mill-Ministeri tar-Riċerka tal-Istati Membri u l-pajjiżi assoċjati, ikkonkluda li pjan ta' stazzjon ta' bersall uniku b'pulsazzjoni twila ta' 5MW għall-ESS bi 22 strument “pubbliku” nominali kien l-aqwa disinn tekniku ta' referenza li jissodisfa l-ħtiġijiet tal-komunità xjentifika Ewropea fit-tieni kwart tas-seklu.
Bil-kostruzzjoni tal-ESS, faċilità bi prestazzjoni tas-sorsi bla preċedent bl-użu ta' teknoloġija ġdida ta' pulsazzjoni twila, u l-operazzjoni tagħha skont il-prattika ta' eċċellenza xjentifika u bħala parti min-netwerk Ewropew ta' sorsi, l-Ewropa se tibqa' fuq quddiem nett fid-dinja fl-attivitajiet ta' riċerka li jinkludu oqsma wiesgħa tax-xjenza li jeħtieġu metodi ta' tixrid tan-newtroni.
3. L-GĦANIJIET BAŻIĊI
L-għanijiet bażiċi għall-faċilità tal-ESS huma il-provvista ta' opportunitajiet ta' riċerka ewlenija fid-dinja dwar it-tixrid tan-newtroni għax-xjenza Ewropea, l-istinkar għall-eċċellenza xjentifika u l-ogħla rendiment f'termini ta' eżiti xjentifiċi. Fil-partijiet kollha tagħha, il-faċilità hija maħsuba biex tilħaq dawn l-għanijiet u biex tissodisfa d-domanda Ewropea għal abbiltjiet avvanzati u uniċi u l-kapaċità mtejba għar-riċerka. Filwaqt li jilħaq dawn l-għanijiet, l-ESS se jipprovdi għarfien ġdid li ma jistax jinkiseb b'faċilitajiet jew metodi oħra, se jsaħħaħ l-impatt soċjetali tax-xjenza, u jsostni l-innovazzjoni fl-Ewropa.
4. L-AMBITU XJENTIFIKU
L-ESS se jkollu ħila unika li jistudja firxa wiesgħa ta' strutturi u skedi ta' żmien permezz tal-pulsazzjonijiet twal tan-newtroni b'intensità għolja. L-ESS se joffri raġġi tan-newtroni b'luminożità bla preċedent, li jwasslu raġġi ta' intensità ogħla minn kwalunkwe sors ta' spallazzjoni eżistenti lejn il-kampjuni. Il-luminożità għolja se tippermetti li jsiru ħafna investigazzjonijiet li llum huma lil hinn mill-firxa, billi tippermetti l-kejl ta' kampjuni iżgħar f'ambjenti ta' kampjunar iktar ristretti, l-użu akbar ta' newtroni polarizzati, l-iskoperta ta' sinjali dgħajfa, u l-kejl kinematiku malajr u f'ħin reali. Ir-raġġi tan-newtroni luminużi se jitwasslu fi struttura ta' żmien unika, b'pulsazzjonijiet twal tan-newtroni fi frekwenza baxxa. Din l-istruttura taż-żmien tippermetti l-użu effiċjenti ta' newtroni b'tul tal-mewġa twil. Teknoloġiji tan-newtroni avvanzati se jisfruttaw din l-istruttura sabiex l-istrumenti tal-ESS jiksbu firxa dinamika usa', b'mod partikolari bl-użu ta' raġġi bispettrali, u riżoluzzjonijiet li jistgħu jiġu kkurdati f'medda wiesgħa ħafna kif meħtieġ, li kollha kemm huma se jespandu b'mod sinifikanti l-possibbiltajiet xjentifiċi. Metodi moderni għall-ġestjoni u l-analiżi tad-dejta se jkomplu jsaħħu l-abiltajiet u l-kapaċitajiet.
Is-Sors ta' spallazzjoni se jagħti raġġi tan-newtroni għal għadd ta' strumenti ta' riċerka. Filwaqt li jibni fuq il-Każ tax-Xjenza stabbilit fl-2002 u filwaqt li jidentifika l-ixpruni tax-xjenza għall-ESS, fit-TDR huma ppreżentati għadd ta' strumenti ta' referenza.
5. L-AMBITU TEKNIKU
Il-Figura 1 hawn taħt tippreżenta t-tqassim ta' referenza tas-sit fil-Grigal tal-belt ta' Lund, fl-Iżvezja. Il-komponenti ewlenin tal-faċilità tal-ESS huma l-aċċeleratur, l-istazzjoni tal-mira, l-għadd ta' strumenti u l-bini u l-infrastrutturi assoċjati.
Fl-aċċeleratur, il-protoni jiġu aċċellerati għal enerġija xierqa biex titwassal b'effiċjenza reazzjoni ta' spallazzjoni. L-aċċeleratur tal-ESS huwa mfassal għal enerġija għolja u għal affidabbiltà għolja u juża prinċipalment kavitajiet superkondutturi.
L-istazzjon tal-mira se jikkonverti r-raġġ tal-protoni mill-aċċeleratur, bil-proċess ta' spallazzjoni f'għadd ta' raġġi intensi ta' newtroni bil-mod li jaslu fl-istrumenti fejn issir ir-riċerka. It-teknoloġija magħżula għall-mira hija dik ta' rota ddur fir-raġġ tal-protoni. Assemblaġġ ta' riflettur-moderatur madwar il-mira jittrasforma n-newtroni veloċi prodotti fil-proċess ta' spallazzjoni għal newtroni bil-mod. Dawn in-newtroni bil-mod huma ggwidati lejn l-istrumenti.
Fl-istrumenti, in-newtroni jintużaw biex jistħarrġu l-proprjetajiet tal-materjali fid-diversità u l-kumplessità kollha tagħhom. It-teknika ta' pulsazzjoni twila tippermetti li r-raġġi tan-newtroni jitfasslu għal kull strument u esperiment speċifiku.
Figura 1
It-Tqassim ta' referenza tal-faċilità tal-ESS
Il-punt tal-oriġini tal-mira
f’Latitudni ta’ 55,7344° u
Lonġitudni ta’ 13,2482°
(WGS84 deċimali)
Bini tal-Istazzjon tal-Mira
Mina tal-Aċċeleratur
Swali tal-Esperimenti 1&2
Gallarija RF
Sala tal-Esperimenti 3
Awtostrada E22
It-tqassim ta' referenza tal-faċilità tal-ESS, magħmul mill-mina tal-aċċeleratur (oranġjo), il-gallarija RF (roża), il-bini tal-istazzjon tal-mira (aħmar), is-swali Sperimentali 1 & 2 (blu) u 3 (aħdar). Jidhru wkoll il-perimetru tas-sit (linja bit-tikek), l-awtostrada E22 (griż skur) u t-tqassim possibbli tat-toroq u tal-binjiet tas-servizzi (griż ċar). L-oriġini tal-mira ta' spallazzjoni tinsab f'Latitudni ta' 55,7344° u Lonġitudni ta' 13,2482° (WGS84).
Iċ-Ċentru tal-Ġestjoni tad-Dejta u tas-Softwer f'Kopenħagen (DMSC) jipprovdi appoġġ u servizzi għall-ġestjoni u l-analiżi xjentifika tad-dejta. Id-DMSC huwa responsabbli wkoll mill-manutenzjoni tad-dejta ġġenerata mill-għadd ta' strumenti tal-ESS kif ukoll mill-provvista ta' servizzi biex tinkiseb, tiġi mmaniġġjata u analizzata d-dejta u l-appoġġ tas-simulazzjoni tal-esperimenti. Id-DMSC huwa integrat kompletament fl-organizzazzjoni tal-ESS. Id-DMSC se jkun faċilità ta' klassi dinjija għall-utenti li tappoġġa u tikkollabora ma' firxa wiesgħa ta' utenti xjentifiċi u teknoloġiċi mill-universitajiet, l-istituti u l-industrija.
Figura 2
Il-funzjonalitajiet tal-ESS DMSC
|
Iċ-Ċentru tal-Ġestjoni tad-Dejta u tas-Softwer tal-ESS (ESS DMSC) |
||||
|
Kontroll tal-Istrumenti u Softwer |
Ġbir tad-Dejta |
Appoġġ għas-simulazzjoni Monte |
Analiżi u viżwalizzazzjoni tad-dejta |
Portal għall-utenti |
|
Softwer għall-Kontroll tal-Istrumenti Aċċess mill-bogħod għall-esperimenti L-utent jintwera f'ħin reali d-dejta pproċessata minn qabel matul l-esperiment Appoġġ għall-operazzjoni fil-post (ESS-Lund) |
Trasport ta' dejta mhux maħduma lejn is-servers ewlenin biex tinħażen Proċessar minn qabel ta' dejta mhux maħduma għal format xieraq biex tkompli tintuża Portal web u għall-apparat mobbli li jipprovdi aċċess għad-dejta tal-utenti skont ir-regoli tal-UE |
Żvilupp u appoġġ tas-softwer ta' mmudellar Monte Carlo ta' strumenti tan-newtroni Provvista ta' appoġġ għal Mudellar ta' aspetti speċifiċi għall-kampjunar tal-istrumenti għall-analiżi tad-dejta Appoġġ għall-operazzjoni fil-post (ESS-Lund) |
Żvilupp u appoġġ ta' analiżi tad-dejta u ta' softwer ta' viżwalizzazzjoni Provvista ta' soluzzjonijiet ta' tranżizzjoni li jgħinu fil-mudellar ta' dejta dwar in-newtroni ma' mudellar fiżiku tal-ogħla livell ta' żvilupp tekniku u softwer tat-teorija Jingħata aċċess għal informatika bi Prestazzjoni Għolja Appoġġ għall-operazzjoni fil-post (ESS-Lund) |
Provvista u appoġġ ta' portal għall-utenti fuq il-web għas-sottomissjoni u r-reviżjoni tal-proposti tal-utenti. Provvista u appoġġ għall-għodod fuq il-web li jgħinu lill-utenti biex jaċċessaw id-dejta tagħhom Appoġġ għall-operazzjoni fil-post (ESS-Lund) |
Minbarra dawn il-komponenti, hemm infrastruttura ta' servizzi, laboratorji ta' sostenn u gruppi ta' ħidma, uffiċċji u faċilitajiet għall-utenti u għall-persunal.
6. GĦANIJIET TAL-PRESTAZZJONI U TAD-DISINN
Il-faċilità tal-ESS se jkollha kapaċitajiet xjentifiċi uniċi, minn ta' quddiem fid-dinja bħala sors ta' newtroni meta tkun operattiva għalkollox. Bit-twassil ta' newtroni b'pulsazzjonijiet twal ta' diversi millisekondi (nominalment 2,86ms) bi frekwenza baxxa (nominalment 14Hz) għall-għadd ta' strumenti tagħha, għandha tippermetti l-użu effiċjenti ta' raġġi ta' newtroni kiesħa jew termali b'intensità għolja.
L-għan huwa li l-ESS ikollu 22 strument waqt l-Operazzjonijiet fi Stat Stabbli.
L-enerġija tar-raġġi tal-protoni nominalment se tkun ta' 5 MW u l-prestazzjoni se tiġi ottimizzata f'konformità mal-objettivi xjentifiċi bażiċi. Meta mqabbla mal-ILL (fl-2013), l-istrumenti ta' tixrid ta' newtroni tal-ESS se jiksbu sa 100 darba s-sensittività għad-detezzjoni ta' sinjali baxxi. Meta mqabbla mal-SNS u J-PARC (fl-2013), l-ESS fl-esperimenti se joffri intensitajiet tar-raġġi b'fattur li huwa sa 30 darba aqwa, bl-istess riżoluzzjoni għan-newtroni kesħin u termali.
Il-Faċilità tal-ESS se titfassal b'mod li tkun affidabbli ħafna, b'disinn immirat lejn disponibbiltà ta' 95 % matul il-perjodi operazzjonali annwali tagħha b'aktar minn 4 000 siegħa meta kkummissjonata bis-sħiħ.
Biex jinżammu l-kapaċitajiet biex tkun minn ta' quddiem fid-dinja, se jinżamm headroom tekniku raġonevoli fid-disinn biex ma jiġux preklużi titjib u aġġornamenti fil-futur.
Il-Faċilità tal-ESS se jkollha infrastrutturi informatiċi u xjentifiċi tal-ogħla livell ta' żvilupp tekniku mfassla biex jisfruttaw bis-sħiħ is-sors ta' newtroni, filwaqt li tipprovdi servizz xejntifiku koerenti li bih it-tekniki tan-newtroni jsiru aktar aċċessibbli, aktar b'saħħithom u aktar effiċjenti għal firxa wiesgħa ta' dixxiplini xjentifiċi.
Għal skopijiet ta' ppjanar u ta' kostijiet għal matul iċ-ċiklu tal-ħajja kollu, l-ESS huwa nominalment skedat għad-dekummissjonar fl-2065 u l-art tiġi ristawrata għal użu ieħor f'konformità mal-ambjent madwarha.
Il-Faċilità tal-ESS se titfassal biex tipproteġi l-individwi, il-pubbliku ġenerali u l-ambjent minn ħsara waqt il-kostruzzjoni, l-operazzjoni u d-dekummissjonar. Din se titfassal biex tiffaċilita l-użu ta' enerġija rinnovabbli, biex jitnaqqas kemm jista' jkun il-konsum tal-enerġija tiegħu u biex jiġi riċiklat l-ammont sinifikanti tas-sħana moħlija tagħha.
