Начинаем

Смотрите в

После установки более термостойких кикер-магнитов и их успешных испытаний во время промывки СПС, СПС готовится к работе на БАК высокой светимости.

4 апреля, 2023

|

Кристиана Бернхард-Новотны

Модернизация для будущей эксплуатации БАК высокой светимости (HL-LHC) ведется во всем ускорительном комплексе. Одной из таких модернизаций является новая конструкция, позволяющая уменьшить нагрев некоторых кикер-магнитов SPS и подготовить их к будущим пучкам высокой интенсивности. При нынешней конструкции эти конкретные магниты будут нагреваться до такой степени, что временно потеряют способность сгибать луч в правильное положение. Чтобы этого избежать, установлена ​​специальная керамическая камера с серебряными пальцами. Эти пальцы значительно уменьшают электромагнитное взаимодействие между лучом и ферритом магнитов, который не проводит ток. Благодаря этому экранирующему эффекту магниты нагреваются гораздо меньше. Новые магниты были установлены во время зимнего останова и только что с честью прошли первоначальные испытания лучом во время очистки СЭС, которая началась 24 марта.

Шестнадцать быстроимпульсных магнитов (двенадцать маленьких и четыре больших) «выбрасывают» входящие лучи из ускорителя PS на правильную орбиту луча SPS. Магнитный импульс должен быть точно рассчитан, чтобы предотвратить случайное отклонение циркулирующих лучей, которое могло бы привести к их потере в ускорителе. Однако циркулирующий луч SPS может вызвать значительный нагрев более крупных кикер-магнитов, которые используются только для протонных пучков типа LHC. Такое уже случалось раньше, и интенсивность луча приходилось уменьшать, чтобы предотвратить перегрев магнитов. Эта проблема теперь решена с помощью новых больших кикер-магнитов.

Оригинальные кикер-магниты были установлены в 1970-х годах, и их замена оказалась гораздо дороже, чем адаптация существующих к пучкам HL-LHC. Команда кикеров SY-ABT нашла хороший компромисс между снижением нагрева магнитов и достижением достаточно быстрого времени нарастания поля, а также оптимизацией бюджета, затрачиваемого на материал магнитов. Принятое решение во многом основано на подходе, который доказал свою эффективность при использовании извлекающих кикер-магнитов SPS. Основное отличие состоит в том, что в случае магнитов SPS пальцы прикладывались непосредственно к ферриту извлекающих магнитов. В новой конструкции пальцы размещены на двух U-образных керамических камерах, внутри которых установлены кикер-магниты. Каждый комплект пальцев соединен с концевой пластиной высоковольтных магнитов, что эффективно ограничивает электрическое напряжение на них. Для достижения требуемых характеристик высокого напряжения при ограничении нагрева потребовалось несколько итераций проекта и тесное сотрудничество между командами SY-ABT и BE-ABP.

«Серьезной проблемой для команд было то, что все компоненты необходимо было смоделировать и изготовить в очень сжатые сроки», — говорит Лоран Дюсиметьер, который руководил исследованием вместе с Майком Барнсом и Томасом Крамером. После того, как прототип кикер-магнита прошел высоковольтные испытания в лаборатории, команда создала совершенно новый кикер-магнит, состоящий из четырех таких магнитов, и установила его в SPS.