HL을 위한 멋진 키커

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첫 번째 "MKI-Cool"은 1월 초에 설치되었습니다. 수냉식 페라이트 실린더는 고광도 시대에 증가하는 열 부하로부터 LHC의 키커 자석을 보호합니다.

2023년 1월 25일

고광도 LHC(HL-LHC)에 대한 연구 개발 작업의 대부분은 방사선 및 열 증가와 같은 고광도의 해로운 영향으로부터 가속기의 취약한 구성 요소를 보호하는 것을 목표로 합니다. 올해 말 기술 중단 기간 동안 8개 시리즈 중 첫 번째인 "MKI-Cool" LHC 키커 자석(MKI) 설치는 이러한 노력의 또 다른 성공적인 이정표입니다. 수냉식 토로이달 페라이트 실린더는 예상 HL-LHC가 잘 작동할 수 있도록 키커 자석 요크에 열 부하가 가해집니다.

각각 4개의 자석과 펄스 발생기로 구성된 LHC의 2개 키커 시스템은 LHC 링과 SPS에서 입자를 유입시키는 2개의 전송 라인의 교차점에서 발견됩니다. 이름에서 알 수 있듯이 키커 자석은 주입된 각 무리를 LHC 궤도에 올려놓기 위해 발차기를 제공합니다. 킥은 순환하는 LHC 빔을 그대로 유지해야 하므로 각 자기장 펄스는 8마이크로초만 지속됩니다. 키커 자석은 신속하고 정확한 시간에 맞춰야 합니다.

이러한 사양으로 인해 키커 자석은 열악한 환경에 특히 취약합니다. 고에너지 LHC 빔이 자석의 구멍을 통과하는 동안 차폐가 고주파 자기장 펄스를 방해하므로 MKI는 빔 유도 가열로부터 완전히 보호될 수 없습니다. . 또한 필요한 고전압 펄스는 MKI 요크의 수냉식을 불가능하게 하며, 이는 요크가 임계 온도인 125°C 이상에서 자기 특성을 잃기 때문에 심각한 장애물이 됩니다. 이러한 조건에서 키커가 제대로 작동하지 않으면 입자가 잘못 찼을 때 LHC 초전도 자석에 담금질이 발생합니다. 현재 가속기에서는 이러한 위험을 방지하기 위한 조치가 이미 취해졌지만 더 높은 광도와 관련하여 예상되는 열 부하의 4배 증가로부터 자석을 보호하는 데는 충분하지 않습니다.

MKI-Cool 시스템은 키커 자석을 지속적으로 보호하기 위해 Accelerator Beam Transfer 그룹(SY-ABT)이 고안한 독창적인 솔루션입니다. 환상형 페라이트 실린더는 MKI-Cool 조리개의 상류에 장착되어 빔으로 인한 가열의 상당 부분을 흡수하여 자석 요크의 가열을 줄입니다. 또한 페라이트 실린더는 물을 사용하여 냉각됩니다(그래서 MKI-Cool이라는 이름이 붙었습니다). MKI-Cool 페라이트 요크는 고광도 빔에서도 100°C 미만의 온도를 유지할 것으로 예상됩니다.

첫 번째 MKI-Cool은 1월 11일 LHC Point 8에 설치되어 표준 MKI를 대체했습니다. LHC가 다시 시작되면 입자 빔과 MKI-Cool의 상호 작용을 통해 기술 성능이 테스트됩니다. 이 테스트에서 긍정적인 결과가 나오면 HL-LHC 작동이 시작되기 전에 나머지 7개의 MKI-Cool이 설치됩니다.