Importance du contrôle de la température dans le test des collimateurs au CERN
18/07/2023 - 11:23
Le Grand Collisionneur de Hadrons du CERN fait actuellement l’objet d’un vaste programme de rénovation. Un élément central de ce projet est le développement de nouveaux collimateurs, des composants très sensibles chargés de capturer les particules qui s’écartent du faisceau. Pour garantir des performances et une fiabilité optimales de ces collimateurs, un contrôle précis de la température est nécessaire pendant les tests. Pour ce faire, le CERN utilise un refroidisseur à circulation FL4006 spécialement modifié de JULABO.
FL 4006 modifié sur le banc d’essai des collimateurs
Le rôle d’un accélérateur de particules et de ses collimateurs
Afin de mieux comprendre l’importance du contrôle de la température dans le test des collimateurs, il est important de saisir le principe de fonctionnement de base d’un accélérateur de particules et le rôle crucial des collimateurs dans celui-ci. Les accélérateurs sont utilisés pour accélérer des particules subatomiques à des vitesses élevées et les faire entrer en collision. Ces collisions permettent aux scientifiques d’explorer les forces et les éléments fondamentaux de la nature, d’acquérir de nouvelles connaissances sur l’univers et d’élargir nos connaissances fondamentales sur le monde qui nous entoure. Les particules sont guidées au sein de l’accélérateur et focalisées par un champ magnétique, formant ainsi un faisceau circulant dans l’anneau de l’accélérateur.
Le Grand collisionneur de hadrons (GCH) est le plus grand et le plus puissant accélérateur de particules au monde. D’une circonférence de 27 km, son anneau se trouve sous terre dans la zone frontalière entre la France et la Suisse. Le GCH est géré par le CERN, l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire, qui est aussi le plus grand laboratoire de physique des particules au monde.
Les collimateurs agissent comme des mesures de sécurité importantes, servant à intercepter les particules qui s’écartent de la trajectoire prévue du faisceau. En effet, les particules déviantes présentent des risques aussi bien pour les composants de l’accélérateur que pour le personnel qui le manipule. Les collimateurs absorbent ces particules mal dirigées et protègent ainsi le reste du système. Il est donc essentiel de procéder à des tests complets afin de garantir l’efficacité et la fiabilité des collimateurs.
Contrôle de la température lors du test des collimateurs
Le Grand Collisionneur de Hadrons et ses collimateurs font actuellement l’objet d’une révision en profondeur afin de les mettre à niveau et d’augmenter leurs capacités pour les expériences et les découvertes futures. Les collimateurs sont alors soigneusement testés afin de garantir des résultats précis et des performances fiables. Un élément important de ces tests est le contrôle de la température : en contrôlant précisément la température et en effectuant des cycles de température, les chercheurs peuvent évaluer la réaction des collimateurs aux variations thermiques et mesurer les propriétés de conduction thermique. Cela permet de vérifier de manière approfondie la capacité des collimateurs à gérer les changements de température et à conduire efficacement la chaleur, afin de garantir leur fiabilité et leur efficacité dans la détection des particules déviantes du faisceau.
La solution spéciale de JULABO pour le test des collimateurs
Vannes de régulation et appareils de mesure du débit
La solution sur mesure de JULABO pour le contrôle de la température
Pour réaliser les tests des collimateurs, le CERN a opté pour la technique de thermostatisation de JULABO. En l’occurrence, en tant que fournisseur leader de solutions précises pour le contrôle de la température, nous avons, avec notre Business Unit Solutions, modifié un refroidisseur à circulation FL 4006 de manière à ce qu’il offre des performances optimales pour les tests des collimateurs : équipée d’un chauffage électrique, cette unité de thermorégulation dispose de deux débitmètres et de vannes de régulation ainsi que de quatre capteurs de température et de quatre capteurs de pression. Intégrée de manière transparente dans le dispositif de test et pilotée par le système supérieur du CERN (PLC), cette solution de JULABO garantit une surveillance et un contrôle minutieux des cycles de température dans le processus de test des collimateurs.