На Большом адронном коллайдере испытали новые магниты с индукцией 11,3 Тл

На испытательном стенде IT String в ЦЕРНе протестировали новые квадрупольные магниты для будущего Большого адронного коллайдера высокой светимости (HiLumi LHC). В ходе экспериментов магниты успешно вышли на номинальный рабочий ток 16 230 ампер.

Новые магниты представляют собой значительный шаг вперед по сравнению с внутренними триплетными магнитами из ниобия и титана, которые сейчас работают в LHC. Апертура у них увеличена с 70 до 150 мм, а сверхпроводящие катушки из ниобия-олова дают магнитное поле 11,3 тесла, что примерно на 35% выше, чем у нынешних магнитов.

Во время испытаний номинальный ток был достигнут без единого квенча — аварийного срыва сверхпроводимости. Это означает хорошую «тренированность», или «память» магнитов.

Перед началом эксплуатации сверхпроводящий магнит тренируют, неоднократно включая каждый раз со все большим током. На ранних циклах магнит, как правило, испытывает переходы из сверхпроводящего состояния в проводящее — те самые квенчи. Первые квенчи обычно происходят при токе ниже номинального и часто вызываются мелкими механическими нестабильностями внутри магнита. По мере повторения включений катушки и их несущая конструкция постепенно адаптируются к электромагнитным силам. Способность магнита сохранять достигнутые в ходе тренировки характеристики называется его «памятью».

«Хорошая память — ключевое эксплуатационное требование к магнитам ускорителя, поскольку она сводит к минимуму время ввода в строй, расход криогенных ресурсов и задержки в работе», — объясняет Сюсана Искьердо Бермудес, руководитель Лаборатории крупных магнитов ЦЕРН, где разрабатывали и собирали устройства.

Магниты защищены специальной системой, предназначенной для безопасного извлечения накопленной в них энергии в случае неполадок. В ходе испытаний системы защиты сработали штатно, безопасно отводя и рассеивая в гелиевой ванне, которая поддерживает рабочую температуру −271 °C, до 38 мегаджоулей запасенной магнитной энергии.

По завершении текущего цикла испытаний установка IT String будет нагрета до комнатной температуры, после чего охлаждена вновь для подготовки к новому этапу тестирования, запланированному на сентябрь. Запуск HiLumi LHC предполагается в 2030 году.

На Большом адронном коллайдере открыли новую частицу

Большой адронный коллайдер впервые использовали для обогрева города

Китай испытал крупнейший в мире сверхпроводящий магнит для термоядерного синтеза

Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX