에어 프로덕츠, 우주의 기원을 연구하는 세계 최대의 물리학 실험 중 하나에 질소 액화 냉동 시스템 제공

Air Products는 사우스다코타의 심해 지하 중성미자 실험에서 진행 중인 다년간의 프로젝트를 위해 미국 에너지부 국립 연구소인 Fermi Research Alliance LLC와 계약을 체결했습니다.

리하이밸리, 펜실베이니아주, 2023년 7월 19일 /PRNewswire/ -- 에어 프로덕츠와 미국 DOE Fermi를 관리 및 운영하는 Fermi Research Alliance LLC(FRA)의 대표는 큰 소리가 아닌 조용한 펜 스트로크로 설명합니다. Fermilab으로 알려진 국립 가속기 연구소(National Accelerator Laboratory)는 심층 지하 중성미자 실험(DUNE)의 연구를 지원하기 위해 맞춤형 질소 액화 장비 패키지를 공급하기 위해 Air Products와 계약을 체결했습니다.

DUNE 실험은 샌포드 지하 연구 시설(SURF)과 일리노이주에 있는 Fermilab의 연구 캠퍼스에 위치한 사우스다코타 블랙힐스 표면에서 1마일 이상 아래에서 진행됩니다. 미국에 본사를 둔 Fermilab은 DUNE 프로젝트에서 35개국의 참여를 주도하고 있습니다.

Air Products의 최고 운영 책임자(COO)인 Samir J. Serhan 박사는 "Air Products는 산업용 가스 분야에서 우리의 경험과 첨단 기술을 활용하여 DUNE의 이 중요한 작업을 지원하게 된 것을 기쁘게 생각합니다."라고 말했습니다. "Air Products의 엔지니어들은 SURF 현장의 지하 동굴에서 지하 깊은 곳으로 운반되고 모듈식으로 조립될 질소 냉동 시스템을 만들기 위해 우리 사업의 여러 부분을 통합하는 혁신적인 솔루션을 개발했습니다."

Air Products가 DUNE 실험에 어떻게 기여하고 있는지 살펴보세요.

DUNE의 광대한 동굴에는 각각 5층 건물 크기의 액체 아르곤으로 채워진 대형 저온 유지 장치가 보관될 것입니다. 이러한 대형 아르곤 저온 유지 장치를 사용하면 일리노이주 바타비아에서 약 800마일 떨어진 곳에서 생성된 양성자 가속기 빔에서 나오는 중성미자를 감지할 수 있습니다. Air Products가 설계한 질소 액화 시스템은 중성미자 감지 시스템에서 증발하는 아르곤을 지속적으로 냉각하고 재응축하는 데 사용됩니다.

맞춤형 질소 냉동 장비 패키지에는 Rotoflow® 터보 기계 장비, 질소 생성을 위한 PRISM® Membrane Solutions 및 Air Products의 Cold Box 기술을 포함한 여러 Air Products 사업부의 기술이 포함되어 있습니다.

DUNE은 중성미자 연구 분야에서 가장 큰 국제 물리학 실험을 대표합니다. 물리학자들은 DUNE에서 이 작은 아원자 입자에 대한 연구가 세상이 물질의 기본과 우주의 기원을 이해하는 데 도움이 될 수 있다고 믿습니다. 이 작업에는 35개 이상의 카운티에서 온 1,000명 이상의 과학자가 포함됩니다.

"각각의 대형 DUNE 저온 유지 장치에는 입자 트랙을 찾기 위해 17,500톤의 초순수 액체 아르곤이 포함될 것입니다."라고 해당 프로젝트에 참여한 Fermilab 엔지니어인 David Montanari는 말했습니다. "처음에 저온 유지 장치에 액체 아르곤(아르곤은 기체상 지하로 운반됨)으로 채우고 끓는 물을 재응축하여 아르곤을 액체로 유지하려면 질소 냉동 시스템이 필요합니다. DUNE이 성공하려면 우리는 불순물 농도를 유지해야 합니다. 아르곤은 1조분의 1% 미만입니다. 질소 냉동 시스템은 이를 달성하는 데 필수적인 단계입니다."

DUNE 프로젝트에 대한 추가 정보

DUNE은 연구를 통해 세 가지 주요 과학 목표를 추구할 것입니다. 중성미자가 우주가 물질로 이루어진 이유가 될 수 있는지 알아내는 것입니다. 힘의 통일이라는 아인슈타인의 꿈을 실현하는 데 도움이 될 수 있는 아원자 현상을 찾는 것입니다. 그리고 폭발하는 별에서 나오는 중성미자를 관찰하는 것, 아마도 중성자별이나 블랙홀의 탄생을 목격하는 것입니다.

중성미자는 어디에나 있지만 물질과 상호작용하는 경우는 거의 없습니다. 매초마다 수조 개의 이러한 입자가 우리 몸을 통과하여 흔적도 없이 떠납니다. 물리학자들은 이러한 유령 같은 입자를 연구함으로써 다음과 같은 질문에 답할 수 있기를 희망합니다. 우주는 왜 물질로 구성되어 있습니까? 자연의 네 가지 힘 사이의 관계는 무엇입니까? 폭발하는 별의 여파로 블랙홀은 어떻게 형성됩니까?

DOE의 Fermilab은 DUNE의 호스트 실험실이며 자금 지원 기관과 협력하여 각 참여 파트너 기관 및 국가에 경제적 이익을 제공하는 전문 지식과 구성 요소를 제공합니다. DUNE은 일리노이주의 Fermilab과 사우스다코타주의 SURF에 있는 대규모 중성미자 검출기로 구성됩니다. Long-Baseline 중성미자 시설은 세계에서 가장 강력한 중성미자 빔을 생성하고 탐지기를 위한 인프라를 제공할 것입니다. Fermilab의 PIP-II 입자 ​​가속기는 중성미자 빔에 전력을 공급합니다.