LAToyA CoRE – Planungsstand

Tja… wenn man krank ist, sich nicht längerfristig konzentrieren kann, wie es für die Arbeit nötig wäre, Sport auch nicht geht, dann hat man Zeit, zwischen lesen auf dem Sofa und rumspielen am Rechner zu wechseln. So entstand in der Woche, die nun ziemlich in den Seilen hing, die Planung für eine ganze Reihe Erweiterungen für meinen Beschleuniger aus Lego. Mehrere Komponenten sind am Start:

LAToyA CoRE in der Übersicht mit Beschriftung, was wo angesiedelt ist.
  • LAToyA CoRE ist das Zentrum der Erweiterungen. LAToyA steht weiterhin für „Lego Assembled Toy Accelerator“, CoRE hingegen bildet ab, dass einerseits der Speicherring der Kern der Einrichtung ist, steht aber auch für „Counter-Rotating Extension“. Der Beschleuniger bekommt also nach dem gegen den Uhrzeiger rotierenden äußeren Ring nun auch einen inneren Ring, in dem die Kugeln im Uhrzeigersinn beschleunigt werden.
  • AMUR ist das erweiterte Beschleunigungsmodul. Die Abkürzung AMUR steht für Acceleration Mechanism Unit for the Storage Ring. Eventuelle kleine Anpassungen sind schon angedacht, falls die etwas andere Geometrie im Beschleuniger des Innenrings problematisch sein sollte – die Teile werde ich mitbestellen und schauen, ob ich sie brauche.
  • PaTSy ist eine Erweiterung, die von Ionentherapie-Einrichtungen wie z.B. dem HIT in Heidelberg inspiriert ist. Das 360°-Gantry mit dem zylindrischen Bestrahlungsraum war eine gewisse Herausforderung. PaTSy steht für Particle Therapy System.
  • Als nächstes in der Reihe folgt FaNTASy, das Fast Neutron Transmutation Accelerator-Driven System. Hier werden Protonen aus dem Beschleuniger (repräsentiert durch rote Kugeln) abgegriffen, in einem Konversionstarget zu schnellen Neutronen umgewandelt (genaugenommen schlagen die schnellen Protonen schnelle Neutronen aus dem Target heraus), und dann zur Spaltung von schweren Aktivierungsprodukten langer Halbwertszeit benutzt. Mittlerweile weiß ich, dass in Form des Guinivere-Experiments und mit den Planungen für den Myrrha-Reaktor in Belgien hierzu experimentiert wird.
  • Gegen den Uhrzeigersinn als nächstes findet sich PASTA CoDe auf dem Ring, ein Collider-Experiment, das von CMS und ATLAS am LHC inspiriert ist. In PASTA CoDe plane ich sogar einen richtigen Kollisionsdetektor mit dem bewegungsaktivierten Power-Brick von STAX. Der Name des Detektors steht für Physics And Semiconductor Technology Application Collision Detector und ist ein bisschen ein Wortwitz mit der Bezeichnung „Spaghetti Code“.
  • Weiter gegen den Uhrzeigersinn hängt an PASTA CoDe die Plattform, auf der ich BIFoCal aufbauen will. Das System B-Meson Identification and Forward Calorimeter wird als Modell für Präzisionsmessungs-Experimente von CP-Verletzung am B-Mesonen-System dienen, wie das in den Experimenten Belle und BaBar gemacht wurde und auch an LHC in Form des Experiments LHCb ansteht.
  • Als nächstes sitzt USSyRI auf dem Ring, die Ultrabrillant Source of Synchrotron Radiation using Interferometry. Mit Synchrotron-Strahlung kann man einen Haufen sehr kleine Dinge sichtbar machen, Interferometrie hilft, den Strahl genauer zu charakterisieren.
  • Innerhalb des Rings liegt IMBABS, der Injection Mechanism for Bunches (oder Balls) of Acrylonitrile Butadiene Styrene – letzteres ist der Kunststoff, aus dem Legosteine gemacht sind.

Die Gesamtanlage gibt es hier zu sehen:

Um in einige Experimente hineingucken zu können, Bälle aus dem Collider herauszufischen, Brennelemente in FaNTASy zu tauschen und Beleuchtung ein- und auszuschalten, sind die Experimentierhütte zu USSyRI, das Detector-Barrel von PASTA CoDe und das Reaktorbecken von FaNTASy aufklappbar. Derzeit ist geplant, mit insgesamt vier Power-Bricks von STAX (drei normale, einer, der auf Bewegung reagiert, sowie einem Lego-Federbein) Beleuchtung zu steuern: Tscherenkow-Licht in FaNTASy, Strahlaktivität in PASTA CoDe und USSyRI, Beleuchtung in der Strahlhütte, in IMBABS und in der Zentrale. Nachdem ich erstmal die Bauteile für USSyRI und FaNTASy bestellt hatte, muss ich nun nur noch anschauen, was mir für den Aufbau des oben dargestellten Standes noch fehlt, damit ich nicht etliche Teile doppelt so oft wie benötigt habe, und dann kann’s an den Aufbau gehen.

Besonders begeistert bin ich von einigen Details in der Bautechnik:

  • An etlichen Stellen der Strahlführung gibt es direkte Übergänge von normal senkrecht angebrachten „Bricks“, also Lego-Steinen, und vertikal gestellten „Plates“, also Lego-Platten, die mit glatten „Tiles“ und teils abgerundeten Teilen abgeschlossen sind. Eine entsprechende Strahlführung halte ich mir auch für den Fall vor, dass an „AMUR“ die Bälle im inneren Ring zu weit drin beschleunigt werden – dann setze ich auf die Gerade im Beschleuniger-Modul einfach eine zusätzliche Schiene auf.
  • Mit 45°-Wedge-Plates gestaltete, abgeknickte Verbindungsstücke zwischen den inneren Einrichtungen und dem Ring auf seinen 45°-Positionen habe ich eingepasst, das war zuerst ein bisschen Fummelei und fügte sich dann von ganz allein. Das gilt für die Verbindung von PaTSy zu den Reservoirs, dem Magneten direkt bei FaNTASy und den Reservoirs sowie für den Übergang mit Treppen und Brücke zwischen IMBABS und AMUR.
  • Die aufklappbaren Strukturen in FaNTASy, PASTA CoDe und der Strahlhütte machen mir auch richtig Spaß.
  • Besonders krass finde ich, dass mittels Hinge-Plates, also Gelenk-Platten den letzten Magneten der Strahlführung von IMBABS mit dem inneren Ring verbinden konnte.

Ich hoffe, dass sich das alles dann real auch genau so baut. In „Studio“ ist das Setzen der Schienen, die für die beiden Ringe verwendet werden, leider nicht ganz so exakt, wie ich mir das wünsche. Aber an allen Stellen, an denen es nicht exakt passt, ist die Toleranz maximal eine halbe Noppe, und das sollte sich eigentlich über den Gesamtaufbau nivellieren. Insgesamt sollte die Konstruktion wesentlich stabiler sein als zuvor – und somit auch weniger zu aus dem Ring fliegenden Kugeln durch fliehkraft- bzw. stoßbedingte Veränderungen der Passform führen als bisher.

Ich freue mich schon auf’s Teile bestellen und aufbauen.

6 Kommentare zu „LAToyA CoRE – Planungsstand

    1. Ein bisschen Angst habe ich gerade schon, dass es nicht mehr auf den Tisch passt – muss eh noch ein Brett für anschaffen, damit man die Anlage auch woanders aufstellen kann 🙂

        1. Ich werde demnächst mal in Studio ausmessen, wie lang es von der AMUR-seitigen Außenkante von PaTSy bis zum äußersten Ende von FaNTASy ist. Dann weiß ich, wie groß mein Brett sein muss und wie viel mein Tisch zu klein ist 😀

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