Згасання внутрішнього триплетного магніту LHC викликає невеликий витік із серйозними наслідками

О 01:00 + 17 секунд у понеділок, 17 липня, промені LHC були відкинуті лише через 9 хвилин після зіткнення через блокування радіочастот, викликане електричними збуреннями. Приблизно через 300 мілісекунд після чистого розряду пучків кілька надпровідних магнітів навколо LHC відключилися, тобто втратили свій надпровідний стан. Серед цих магнітів були внутрішні триплетні магніти ліворуч від точки 8 (LHCb), які відіграють вирішальну роль у фокусуванні променів експерименту LHCb.

Хоча така послідовність подій трапляється не дуже часто під час руху променя, вона не є винятковою для LHC, оскільки слід очікувати випадкові перегорання деяких надпровідних магнітів.

У цьому конкретному випадку електричні перешкоди призвели до того, що система захисту від гасіння (QPS) спрацювала нагрівачі гасіння пошкоджених магнітів. Ці гартівні нагрівачі складаються з електричного опору, вбудованого в магнітні котушки; вони розроблені для швидкого нагрівання, коли десь у магніті відбувається локалізоване гасіння, щоб ефективно виводити весь магніт із надпровідного стану контрольованим і однорідним чином. Під час такого гасіння рідкий гелій у магніті нагрівається та перетворюється на газ, який виділяється кріогенною системою для повторного зрідження, щоб знову охолодити магніти.

Кріостат, що містить внутрішні триплетні магніти. Невелика кількість дуже холодного гелію, який замінив ізоляційний вакуум, охолодила кріостат, спричинивши конденсацію тунельного повітря на кріостаті, який потім замерз. Через кілька годин тонкий шар льоду знову розтанув, коли кріостат повернувся до кімнатної температури. (Зображення: CERN)

Хоча це нормальна й очікувана поведінка, механічні навантаження, пов’язані з цим процесом, значні й у дуже рідкісних випадках можуть призвести до пошкодження. На жаль, у випадку внутрішнього триплетного магніту, розташованого ліворуч від точки 8, з’явився невеликий витік між кріогенним контуром, який містить рідкий гелій, та ізоляційним вакуумом, який відокремлює холодний магніт від гарячого зовнішнього корпусу, який називається кріостатом. Цей вакуумний бар’єр має вирішальне значення для запобігання передачі тепла від навколишнього тунелю LHC до внутрішньої частини кріостата (це схоже на те, як працює термос). Після витоку ця ізоляція була втрачена: порожнеча ізоляції заповнилася газоподібним гелієм, охолоджуючи кріостат і спричиняючи утворення конденсату та замерзання зовні.

На момент написання статті тривають дослідження, щоб визначити джерело витоку, щоб розробити стратегію ремонту. Тим не менш, зрозуміло, що втручання з внутрішнім триплетним магнітом при кімнатній температурі буде необхідним. Цей інцидент, ймовірно, матиме значний вплив на розклад LHC, оскільки робота машини не відновиться принаймні кілька тижнів.