G. López, R. Roos, W.Domínguez, J. Sanabria, R. Albo •.J. Col`lillo

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
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bram o/I.5j.1A
group Ulld~rtook mounling
t/lis mOlmlj,¡g includrd
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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.
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AI(p,ll)
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thr ttJlldtm
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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
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VOl1.GE
/
.001"C
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lO" 8tAM
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/
•
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
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: 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