加速器レポート: LHC 内部トリプレット磁石のクエンチにより小さな漏れが発生し、重大な結果が生じる

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2023 年 7 月 19 日

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レンデ・シュテレンバーグ著

7月17日月曜日の午前1時+17秒、電気的摂動によって引き起こされた高周波インターロックにより、LHCビームは衝突からわずか9分後に投棄された。 ビームがきれいに放出されてから約 300 ミリ秒後、LHC の周囲のいくつかの超伝導磁石が急冷されました。つまり、超伝導磁石は超伝導状態を失いました。 これらの磁石の中には、ポイント 8 (LHCb) の左側に位置する内側の三重項磁石があり、LHCb 実験でビームを集束させる際に重要な役割を果たします。

この一連の出来事はビーム動作中に頻繁に起こるわけではありませんが、一部の超電導磁石が時折クエンチすることが予想されるため、LHC にとっては例外的なことではありません。

この特定のケースでは、電気的摂動により、クエンチ保護システム (QPS) が該当する磁石のクエンチ ヒーターを作動させました。 これらのクエンチ ヒーターは、電磁コイルに埋め込まれた電気抵抗器で構成されています。 磁石のどこかで局所的なクエンチが発生したときに、制御された均一な方法で磁石全体を効果的に超電導状態から脱却させるために、急速に加熱するように設計されています。 このようなクエンチ中に、磁石内の液体ヘリウムが暖まり、気体に変わり、極低温システムによって回収されて再液化し、再び磁石を冷却できる状態になります。

これは正常で予想される動作ですが、このプロセスに伴う機械的ストレスは大きく、非常にまれなケースでは損傷につながる可能性があります。 残念ながら、ポイント 8 の左側にある内側の三重項磁石の場合、液体ヘリウムを含む極低温回路と、冷たい磁石を温かい外側の容器から分離する断熱真空との間に小さな漏れが発生しています。クライオスタットとして。 この真空バリアは、周囲の LHC トンネルからクライオスタットの内部への熱伝達を防ぐために非常に重要です (これは魔法瓶の機能に似ています)。 漏れの結果、この断熱材が失われ、断熱真空がヘリウムガスで満たされ、クライオスタットが冷却され、結露が発生し、外側が凍結しました。

私がこれを書いている現在も、漏れの原因を特定し、修理戦略を練るための調査が進行中です。 それにもかかわらず、室温で内側の三重項磁石を使用する介入が必要であることは明らかです。 このインシデントはおそらく LHC のスケジュールに大きな影響を与えるだろう。機械の稼働は少なくとも数週間は再開されそうにない。