- Brookhaven National Laboratory meredesain sistem penyimpanan magnet superkonduktor, diperkirakan menghemat sekitar US$420.000.
- Desain rak baru dapat menampung empat magnet dalam ruang terbatas, meningkatkan kapasitas penyimpanan.
- Redesain bertujuan memenuhi persyaratan beban dan keamanan, serta telah melalui pemeriksaan simulasi yang luas.
- Proyek ini mendemonstrasikan bagaimana redesain struktur dapat meningkatkan kepadatan penyimpanan dan menurunkan biaya.
Sistem penyimpanan magnet superkonduktor hasil redesain Departemen Energi AS di Brookhaven National Laboratory diperkirakan dapat menghemat sekitar US$420.000 (sekitar HK$3.276.000), sekaligus meningkatkan kapasitas penyimpanan peralatan yang dibutuhkan untuk przyszłe percepat partikel. Struktur empat tingkat ini mampu menampung magnet hingga 45.000 pon dalam ruang terbatas. Desain ini dikembangkan oleh Robert Desjardins, mahasiswa tahun keempat Teknik Mekanikal di Rochester Institute of Technology (RIT), selama magang musim panas 10 minggu.
Desain ini akan membantu Brookhaven menyimpan sekitar 80 magnet yang saat ini dikeluarkan dari Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC). Peralatan ini dijadwalkan untuk digunakan kembali di Electron-Ion Collider (EIC), percepatan yang diperkirakan beroperasi pada pertengahan 2030-an. Setiap magnet superkonduktor berpanjang sekitar 20 kaki, beratnya lebih dari 10.000 pon.
Desain Baru Tingkatkan Kapasitas Penyimpanan
Rak desain baru meningkatkan kapasitas penyimpanan dari tiga magnet menjadi empat tanpa memerlukan ruang lantai tambahan.
Desain rak penyimpanan asal berasal dari 1990-an, hanya mampu menampung tiga magnet. Brookhaven membutuhkan struktur yang lebih tinggi untuk menampung magnet tambahan, sambil memenuhi persyaratan beban dan keamanan. Desjardins menggunakan model rekayasa bantu komputer untuk meredesain rak, meninjau cetak biru yang ada, dan bekerja sama dengan produsen untuk menilai struktur yang diusulkan. Desjardins menyatakan: "Rak asal dirancang pada 1990-an, saat itu hanya muat tiga magnet. Mereka ingin kapasitas ditingkatkan ke empat." Redesain ini juga memerlukan simulasi luas untuk menilai kekuatan struktur, kemampuan menahan beban, dan performa anti-gempa.
Pemeriksaan Simulasi Memastikan Keamanan
Pemeriksaan ini bertujuan menentukan apakah rak dapat menopang peralatan berat dengan aman, termasuk di bawah gaya terkait gempa. Desjardins bekerja sama dengan insinyur mekanik Brookhaven, Jonathon Greene, alumni RIT yang mengawasi proyek ini. Menurut Greene, desain revisi menurunkan biaya sambil meningkatkan tinggi sistem penyimpanan. Ia menyatakan: "Robert menurunkan biaya desain asal sambil meningkatkan tingginya. Dengan begitu kami menghemat sekitar US$420.000 (sekitar HK$3.276.000)." Dilaporkan, penghematan terkait dengan redesain rak penyimpanan, namun informasi yang disediakan tidak menjelaskan secara rinci cara perhitungan penghematan, maupun menyediakan data verifikasi independen untuk angka tersebut.
RHIC Brookhaven telah beroperasi lebih dari 26 tahun, memungkinkan ilmuwan mempelajari materi dalam kondisi ekstrem. Beberapa magnet superkonduktor akan dipertahankan untuk Electron-Ion Collider baru, bukan dibuang. Pengembangan EIC bertujuan menyelidiki struktur internal proton dan inti atom. Percepatan ini akan menabrakkan elektron dengan ion, memungkinkan peneliti mengamati perilaku kuark dan gluon di dalam materi. Pemertahanan magnet yang ada adalah bagian dari persiapan laboratorium untuk transisi antara dua fasilitas. Rak yang diredesain akan menyediakan ruang penyimpanan peralatan untuk digunakan kembali.
Selama pengembangan, Desjardins mempresentasikan pembaruan desain kepada insinyur dan ilmuwan Brookhaven, serta menjawab pertanyaan mengenai pemilihan material, penilaian keamanan, dan hasil simulasi. Brookhaven juga mendokumentasikan prototip rak empat tingkat. Namun, materi yang disediakan tidak mengonfirmasi apakah semua rak yang dibutuhkan sudah diproduksi, atau apakah seluruh inventaris sekitar 80 magnet sudah dipindahkan ke penyimpanan.
Proyek ini mendemonstrasikan bagaimana redesain struktur yang relatif sederhana dapat meningkatkan kepadatan penyimpanan dan menurunkan biaya infrastruktur, sekaligus mendukung pembangunan fasilitas ilmiah besar.
Pentingnya Redesain Struktur bagi Penelitian Ilmiah
Redesain sistem penyimpanan magnet superkonduktor di Brookhaven National Laboratory tidak hanya meningkatkan kapasitas penyimpanan, tetapi juga menunjukkan potensi pemanfaatan sumber daya yang efektif dalam ruang terbatas. Inovasi teknis ini vital bagi operasional percepat partikel masa depan, karena mampu mendukung eksperimen ilmiah skala lebih besar tanpa menambah biaya. Melalui cara ini, laboratorium dapat mempersiapkan transisi ke fasilitas baru dengan lebih baik, dan memastikan penggunaan berkelanjutan peralatan yang ada, sehingga memajukan penelitian ilmiah.