science >> Wetenschap >  >> Fysica

LS2-rapport:voor de terugkeer van de kou

Een van de LHC-koelboxen, gelegen in een ondergrondse grot op punt 4 van de ring. Vloeibaar helium wordt gestabiliseerd en opgeslagen in een tank bij een temperatuur van ongeveer 4,5 K. Credit:CERN

Sinds begin januari is het vloeibare helium dat door de aderen van het koelsysteem van de LHC stroomt, is geleidelijk uit het gaspedaal verwijderd en, een voor een, de acht sectoren van de LHC zijn weer op kamertemperatuur gebracht. "Het duurt ongeveer vier weken om een ​​enkele sector van de nominale temperatuur van 1,9 K (-271°C) weer op kamertemperatuur te brengen, " legt Krzysztof Brodzinski uit, een ingenieur die werkt aan de werking van het cryogene systeem van de LHC. Er is minimaal 135 ton helium nodig om het hele cryogene systeem van de LHC te voeden. Als het eenmaal naar de oppervlakte is gebracht, een deel van dit kostbare koelmiddel wordt opgeslagen bij CERN en de rest (ongeveer 80 ton) wordt toevertrouwd aan de leveranciers voor de duur van LS2.

De 70 heliumcompressoren zijn de eerste schakels in de cryogene keten van de LHC. Ze comprimeren het helium, die vervolgens door expansie in de turbines van de coldboxen wordt gekoeld. Tijdens LS2 alle compressoren worden weggestuurd voor een volledige service, meestal naar twee gespecialiseerde centra, in Duitsland en Zweden. "Elk van de 70 compressoren moet uit elkaar worden gehaald en vervolgens weer in elkaar worden gezet, om de staat van alle onderdelen te controleren en indien nodig vervangingen uit te voeren, " legt Gérard Ferlin uit, leider van de afdeling Operations in de Cryogenics-groep. "De 70 elektromotoren die de compressoren aandrijven, worden naar Italië gestuurd voor onderhoud."

Wat betreft de koude compressoren die worden gebruikt om de temperatuur van het helium te verlagen van 4,5 K tot 1,9 K, ze gaan naar Japan. Zes van hen (van de 28 in het gaspedaal) vertoonden tekenen van zwakte na de laatste vier jaar LHC draaien en moeten door specialisten worden aangepakt.

Natuurlijk, ook hier bij CERN, de Cryogenics-groep heeft heel wat op haar bordje:tussen nu en midden 2020 staan ​​er meer dan 4000 preventieve en correctieve onderhoudsoperaties gepland, wanneer de koeling van de eerste sectoren van de LHC helemaal opnieuw begint! "Veel onderhoudswerkzaamheden zijn al lang gepland, vooral op de acht koelboxen van de LHC (één per sector). De sensoren, thermometers, kleppen, turbines, filters, enz. worden gecontroleerd en gevalideerd of vervangen, " legt Gérard Ferlin uit. "We zullen ook van de gelegenheid van LS2 gebruikmaken om een ​​aantal geavanceerde upgrades van een van de koelboxen uit te voeren met het oog op het vergroten van het vermogen om klaar te zijn voor de HL-LHC."

Gedurende LS2 het instrumentatieteam in de Cryogenics-groep zal ook het DISMAC-projectteam (Diode Insulation and Superconducting Magnets Consolidation - binnenkort een artikel over dit onderwerp) ondersteunen, in het bijzonder voor de validatie van de instrumentatie van het cryogene systeem. Dit is vooral belangrijk omdat bepaalde magneten worden vervangen en nieuwe diagnostische instrumenten worden geïnstalleerd op een vooraf bepaalde selectie van bundelschermen.

Schema voor het opwarmen van alle LHC-sectoren voor LS2. Krediet:CERN