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Die Michigan State University (MSU) in East Lansing, Michigan baut auf ihrem Campus eine neue Forschungseinrichtung zur Erzeugung seltener Isotope. Das 4,5 K Coldbox System ist Teil der Helium-Kälteanlage für den supraleitenden Linearbeschleuniger (Linac), dem Herzstück der neuen Forschungseinrichtung.
Die Geschichte der Teilchenbeschleuniger am MSU beginnt in den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts mit der Planung und dem Bau eines ersten Zyklotrons. In den 70ern leistete MSU Pionierarbeit bei der Entwicklung supraleitender Magnete. 1980 wurde das National Superconducting Cyclotron Laboratory (NSCL) gegründet und ein Jahr später das weltweit erste supraleitende Zyklotron in Betrieb genommen. Die Kryotechnik spielte bereits damals eine wichtige Rolle. 1988 ging ein zweites und grösseres Zyklotron in Betrieb, welches später mit dem ersten zusammengeschaltet wurde, um die Anlagenleistung zu vervielfachen. Pläne, einen Rare Isotope Accelerator (RIA) zu konstruieren, liessen sich damals aufgrund von Budgetkürzungen nicht realisieren, doch entwickelte sich später aus den Plänen das neue Projekt Facility for Rare Isotope Beams (FRIB), das im Dezember 2008 startete.
Die neue Kernforschungseinrichtung FRIB wird vom amerikanischen Department of Energy (DoE), der Michigan State Universität (MSU) und dem Bundesstaat Michigan finanziert. FRIB soll energieintensive Strahlung seltener Isotope erzeugen, indem stabile Elemente beschleunigt und auf ein Target geschossen werden. Dabei entstehen kurzlebige Atomkerne, die in dieser Art zwar nicht auf der Erde jedoch im All vorkommen.
FRIB wird Wissenschaftlern neue Entdeckungen über die Eigenschaften der seltenen Isotope, ein besseres Verständnis der Kernphysik, der Kern-Astrophysik und der elementaren Wechselwirkungen ermöglichen.
Die benötigte Helium Kälteanlage ist für eine äquivalente Kältelast grösser als 18.5 kW bei 4.5 K ausgelegt und besteht aus Kältelasten bei 2 K, aus Verflüssigung, isothermer Kältelast bei 4.5 K und dem thermischen Schild.
Bezüglich Energieverbrauch und prozesstechnischer Auslegung sind die Anforderungen an die Kälteanlage sehr ähnlich dem Central Helium Liquefier II (CHL II), welcher von Linde für den 12 GeV Upgrade am JLAB in Newport News, VA, USA gebaut wurde. Obwohl sich die Verteilung der Kältelasten dieser beiden Anlagen sich unterscheidet, kann praktisch das gleiche Coldbox Design mit leichten Anpassungen verwendet und Kosten reduziert werden.