차 버리다

을 참조하십시오

내열성이 더 높은 키커 자석을 설치하고 SPS 스크러빙 작업 중 성공적인 테스트를 마친 후 SPS는 고광도 LHC 작동을 준비하고 있습니다.

2023년 4월 4일

|

크리스티안 베른하르트-노보트니

고광도 LHC(HL-LHC)의 향후 운영을 위한 업그레이드가 가속기 단지 전체에서 진행 중입니다. 이러한 업그레이드 중 하나는 미래의 고강도 빔에 대비하기 위해 SPS의 일부 키커 자석의 가열을 줄이는 새로운 설계입니다. 현재 설계에 따르면 이러한 특정 자석은 빔을 올바른 위치로 구부리는 능력을 일시적으로 잃을 정도로 가열됩니다. 이를 방지하기 위해 실버 핑거가 포함된 특수 세라믹 챔버가 설치되었습니다. 이 핑거는 빔과 비전도성 자석의 페라이트 사이의 전자기 상호 작용을 크게 감소시킵니다. 이러한 차폐 효과 덕분에 자석의 발열이 훨씬 줄어듭니다. 새 자석은 겨울 가동 중단 기간 동안 설치되었으며 3월 24일에 시작된 SPS 스크러빙 작업 중 날아다니는 색상의 빔에 대한 초기 테스트를 막 통과했습니다.

16개의 빠른 펄스 자석(소형 12개, 대형 4개)이 PS 가속기에서 들어오는 빔을 SPS 빔의 올바른 궤도로 "차냅니다". 순환하는 빔이 가속기에서 손실될 수 있는 우발적인 편향을 방지하기 위해 자기 펄스의 시간을 정확하게 맞춰야 합니다. 그러나 순환하는 SPS 빔은 LHC 유형 양성자 빔에만 사용되는 더 큰 키커 자석에 상당한 가열을 일으킬 수 있습니다. 이런 일은 과거에도 이미 일어났으며, 자석이 과열되는 것을 방지하기 위해 빔 강도를 줄여야 했습니다. 이 문제는 이제 새로 설치된 대형 키커 자석으로 해결되었습니다.

원래의 키커 자석은 1970년대에 설치되었으며 이를 교체하는 것은 기존 자석을 HL-LHC 빔에 적용하는 것보다 훨씬 더 많은 비용이 드는 것으로 나타났습니다. SY-ABT 키커 팀은 자석의 가열을 줄이고 충분히 빠른 자기장 상승 시간을 달성하는 동시에 자석 재료에 소요되는 예산을 최적화하는 것 사이에서 좋은 절충안을 찾았습니다. 채택된 솔루션은 주로 SPS 추출 키커 자석을 사용하여 성공한 것으로 입증된 접근 방식을 기반으로 합니다. 주요 차이점은 SPS 자석의 경우 핑거가 추출 자석의 페라이트에 직접 적용되었다는 것입니다. 새로운 디자인에서는 키커 자석 내부에 설치된 두 개의 U자형 세라믹 챔버에 손가락이 배치됩니다. 각 핑거 세트는 자석의 고전압 엔드 플레이트에 연결되어 전기적 스트레스를 효과적으로 제한합니다. 가열을 제한하면서 필요한 고전압 성능을 얻으려면 여러 번의 설계 반복과 SY-ABT 팀과 BE-ABP 팀 간의 긴밀한 협력이 필요했습니다.

Mike Barnes 및 Thomas Kramer와 함께 연구를 주도한 Laurent Ducimetière는 "팀의 중요한 과제는 모든 구성 요소를 매우 짧은 시간 내에 프로토타입으로 제작하고 제조해야 한다는 점이었습니다."라고 말했습니다. 프로토타입 키커 자석이 실험실의 고전압 테스트를 통과한 후 팀은 이러한 자석 4개로 구성된 완전히 새로운 키커 자석을 제작하여 SPS에 설치했습니다.