Als een metalen python, de enorme pijp die door een hightechhal van CERN kronkelt, is eigenlijk een nieuwe elektrische transmissielijn. Deze supergeleidende leiding is de eerste in zijn soort en maakt het mogelijk grote hoeveelheden elektrische stroom te transporteren binnen een buis met een relatief kleine diameter. Soortgelijke buizen zouden in de toekomst heel goed in steden kunnen worden gebruikt.

Deze 60 meter lange lijn is ontwikkeld voor de toekomstige versneller van CERN, de LHC met hoge helderheid, die in 2026 in gebruik moet worden genomen. Vorig jaar begonnen de tests en de lijn heeft 40, 000 ampère. Dit is 20 keer meer dan wat mogelijk is bij kamertemperatuur met gewone koperen kabels van vergelijkbare grootte. De lijn is samengesteld uit supergeleidende kabels gemaakt van magnesiumdiboride (MgB ₂ ) en biedt geen weerstand, waardoor het veel hogere stroomdichtheden kan transporteren dan gewone kabels, zonder enig verlies. Het addertje is dat, om in een supergeleidende toestand te kunnen functioneren, de kabels moeten gekoeld worden tot een temperatuur van 25 K (-248°C). Het wordt daarom in een cryostaat geplaatst, een thermisch geïsoleerde leiding waarin een koelvloeistof, namelijk heliumgas, circuleert. De echte verwezenlijkingen zijn de ontwikkeling van een nieuwe, flexibel supergeleidend systeem en het gebruik van een nieuwe supergeleider (MgB ₂ ).

Na bewezen te hebben dat een dergelijk systeem haalbaar is, eind maart testte het team de verbinding met het kamertemperatuur-uiteinde van het systeem. In de LHC met hoge helderheid, deze lijnen verbinden stroomomvormers met de magneten. Deze omvormers bevinden zich op een bepaalde afstand van het gaspedaal. De nieuwe supergeleidende transmissielijnen, die tot 140 m lang zijn, zal verschillende circuits voeden en elektrische stroom tot 100 transporteren, 000 ampère.

"De magnesiumdiboride-kabel en de stroomdraden die de magneten voeden, zijn verbonden door middel van hoge-temperatuur ReBCO (zeldzame aarde-bariumkoperoxide) supergeleiders, ook een uitdagende innovatie voor dit soort toepassingen, " legt Amalia Ballarino uit. Deze supergeleiders worden "hoge temperatuur" genoemd omdat ze kunnen werken bij temperaturen tot ongeveer 90 kelvin (-183 ° C), in tegenstelling tot slechts een paar kelvin in het geval van klassieke supergeleiders bij lage temperatuur. Ze kunnen zeer hoge stroomdichtheden transporteren, maar zijn erg lastig om mee te werken, vandaar de indruk van de prestatie van het team.

Tests van de lijn met zijn nieuwe verbinding vormen een belangrijke mijlpaal in het project, omdat het bewijst dat het hele systeem correct werkt. "We hebben nieuwe materialen, een nieuw koelsysteem en ongekende technologieën om de magneten op een innovatieve manier te leveren, ' zegt Amalia Ballarino.

Het project heeft ook de aandacht van de buitenwereld getrokken. Bedrijven gebruiken het werk van CERN om de mogelijkheid te bestuderen om soortgelijke transmissielijnen (op hoogspanning) te gebruiken, in plaats van conventionele systemen, om elektriciteit en stroom over lange afstanden te transporteren.