Крутые кикеры для ХЛ

Смотрите в

Первый «MKI-Cool» был установлен в начале января – ферритовые цилиндры с водяным охлаждением защитят кикер-магниты БАКа от повышенной тепловой нагрузки в эпоху высокой светимости.

25 января, 2023

Большая часть исследований и разработок БАК высокой светимости (HL-LHC) направлена ​​на защиту хрупких компонентов ускорителя от пагубного воздействия высокой светимости, такого как радиация и повышенное тепло. Установка кикер-магнита LHC «MKI-Cool» (MKI), первого из восьми, во время технической остановки в конце года знаменует собой еще одну успешную веху в этом начинании: тороидальный ферритовый цилиндр с водяным охлаждением снизит прогнозируемую мощность. тепловая нагрузка, воздействующая на ярмы кикер-магнитов, позволяет HL-LHC работать нормально.

Две кикерные системы БАК, каждая из которых состоит из четырех магнитов и генераторов импульсов, расположены на пересечении кольца БАК и двух его передаточных линий, которые выводят частицы из SPS. Как следует из названия, кикер-магниты дают каждому введенному сгустку толчок, чтобы вывести его на орбиту БАК. Поскольку толчок должен оставить нетронутым циркулирующий луч БАК, каждый импульс магнитного поля длится всего 8 микросекунд: кикер-магниты должны быть быстрыми и точно рассчитанными по времени.

Эти характеристики делают кикер-магниты особенно уязвимыми к суровым условиям окружающей среды: в то время как высокоэнергетический луч БАК просвистывает через апертуру магнита, MKI не может быть полностью экранирован от нагрева, вызванного лучом, поскольку экранирование будет мешать его высокочастотному импульсу магнитного поля. . Кроме того, необходимый импульс высокого напряжения исключает любое водяное охлаждение ярма MKI, что представляет собой серьезное препятствие, поскольку ярма теряет свои магнитные свойства выше критической температуры 125 °C. В этих условиях, при наличии дисфункциональных кикеров, ошибочно выброшенные частицы могут вызвать гашение сверхпроводящих магнитов БАК. Меры по предотвращению этого риска в нынешнем ускорителе уже приняты, но их недостаточно, чтобы защитить магниты от ожидаемого четырехкратного увеличения тепловой нагрузки в условиях более высокой светимости.

Система MKI-Cool — это оригинальное решение, придуманное группой Accelerator Beam Transfer (SY-ABT) для устойчивой защиты кикер-магнитов. Перед апертурой MKI-Cool установлен тороидальный ферритовый цилиндр, который поглощает значительную часть тепла, вызванного лучом, тем самым уменьшая нагрев ярма магнита. Кроме того, ферритовый цилиндр охлаждается водой (отсюда и название MKI-Cool). Ожидается, что ферритовое ярмо MKI-Cool будет сохранять температуру ниже 100 °C даже при использовании лучей высокой яркости.

Первый MKI-Cool был установлен в точке 8 LHC 11 января, заменив стандартный MKI. После перезапуска БАКа взаимодействие пучка частиц с MKI-Cool проверит эффективность технологии. Если этот тест даст положительные результаты, семь оставшихся MKI-Cools будут установлены до начала операций HL-LHC.