Reportage Paul Scherrer Institut Villigen

La nuova costruzione di due piani per lo SwissFEL è così perfettamente integrata nel bosco adiacente alla sede principale del PSI da risultare quasi invisibile ai passanti. La parte esterna della struttura – che per il resto si sviluppa prevalentemente sottoterra – coniuga un aspetto poco appariscente a funzionalità straordinarie. Attualmente, al mondo esistono solo due impianti di ricerca di questo tipo e altri tre sono in costruzione.

Durante la fase di progettazione e costruzione dello SwissFEL, gli scienziati di tutto il mondo si mantengono in costante contatto. E gli scambi proseguiranno, con l’obiettivo di organizzare esperimenti comuni o di ricevere informazioni sui risultati delle ricerche. 

Il laser a elettroni liberi SwissFEL genera brevi impulsi di luce a raggi X dotati delle caratteristiche tipiche della luce laser. Ciò permette ai ricercatori di rilevare processi estremamente rapidi, come ad esempio la formazione di molecole, e di penetrare nei segreti della natura fino a livelli impensabili con i metodi oggi a disposizione, aprendo le porte a svariate opportunità quali,

ad esempio, l’ottimizzazione dei processi dell’industria chimica, lo sviluppo di nuovi materiali per componenti elettronici sempre più miniaturizzati, la produzione di nuovi farmaci e lo studio di fonti di energia alternative. Lo SwissFEL si rivelerà un utile strumento per altri centri di ricerca, le università e l’industria.

Il funzionamento impeccabile di un impianto ad alta tecnologia così complesso e costoso può essere garantito solo da condizioni quadro assolutamente perfette. Ad esempio, nella zona del bosco di Würenlingen le vibrazioni sismiche sono quasi assenti. Inoltre, le variazioni della temperatura ambiente nel tunnel del raggio non devono superare il limite di 0,2 K e a ciò contribuiscono anche numerose valvole di regolazione pneumatiche, controllate mediante aria compressa tramite tubi Optipress-Aquaplus e oltre 30 riduttori di pressione (DRV). Il numero elevato di riduttori consente un azionamento estremamente preciso dei monoblocchi, a garanzia di una temperatura ambiente molto costante. 

L’elevatissimo livello di precisione nella costruzione dell’impianto laser è un primato dell’ingegneria, così come il circuito di refrigerazione lo è per la tecnologia idrosanitaria. L’acqua necessaria, precedentemente addolcita, viene osmotizzata in un impianto di depurazione e distribuzione. A questo punto, con soli 10 microsiemens, l’acqua ha praticamente perso qualunque capacità di conduzione e quindi non è più in grado di arrecare disturbo ai processi estremamente delicati che si verificano all’interno del tunnel. Inoltre, le condotte di degasaggio ne garantiscono la stabilità chimica. Proprio come l’acqua potabile e sanitaria per servizi, docce e bagni, anche questa viene trasportata in tubi Optipress, pezzi da pressare Optipress (tipo A) e rubinetteria in acciaio inossidabile della Nussbaum. 

Per le numerose valvole del circuito di refrigerazione si sarebbe potuto optare per un azionamento elettrico. Ma anche per un progetto ad alta tecnologia così rinomato non è possibile ignorare l’aspetto economico. La tecnologia ad aria compressa, rivelatasi la variante più economica, consente l’uso di valvole a pistone di dimensioni ridotte. La conduttura di distribuzione Optipress (dim. 76,1 e 88,9) si sviluppa su entrambi i piani, per una lunghezza superiore a 1,5 chilometri. Una tubazione di tali dimensioni da utilizzare in un contesto così impegnativo deve soddisfare requisiti rigorosissimi. Per questo motivo, gli installatori hanno effettuato la prova di pressione a 15 bar, sebbene per l’esercizio in condizioni normali siano previsti 6 bar. 

Il risultato ha impressionato perfino Armin Scheidegger, uno dei responsabili di progetto di Alpiq InTec. «Il nostro personale ha eseguito alla perfezione ciascun collegamento realizzato con pezzi speciali Optipress», è il commento ammirato di Scheidegger per il lavoro svolto dai propri colleghi. «In quest’ambito è necessario curare ogni singolo dettaglio, come ad esempio il rispetto coerente e preciso della profondità d’innesto». Per rendere accessibili valvole e stazioni di lavoro – ad esempio per la pulizia dei componenti d’impianto – sono stati montati oltre 130 stacchi (dim. 42). L’aria compressa serve anche a manovrare un veicolo su cuscino d’aria per il trasporto degli elementi di macchinari pesanti 18 tonnellate destinati al tunnel dei raggi.