Важность контроля температуры при испытаниях коллиматора в ЦЕРН
07/18/2023 - 11:23
В настоящее время в ЦЕРН проводится масштабная программа реконструкции, которая затрагивает и большой адронный коллайдер. Ключевым элементом проекта является разработка новых коллиматоров – высокочувствительных компонентов, отвечающих за улавливание частиц, отклоняющихся от пучка. Для обеспечения оптимальной эффективности и надежности этих коллиматоров во время испытаний требуется точный контроль температуры. Для этого ЦЕРН использует специально модифицированный циркуляционный охладитель FL4006 от JULABO.
Модифицированный FL 4006 на испытательном стенде для коллиматоров
Роль ускорителя частиц и его коллиматоров
Чтобы лучше понять важность контроля температуры при испытаниях коллиматоров, необходимо понять основной принцип работы ускорителя частиц и ключевую роль коллиматоров в этом процессе. Ускорители используются для ускорения субатомных частиц до высоких скоростей и последующего их столкновения. Благодаря этим столкновениям ученые могут исследовать фундаментальные силы и элементарные частицы природы, получать новые знания о Вселенной и расширять наши базовые знания об окружающем мире. Частицы в ускорителе направляются и фокусируются магнитным полем, образуя орбитальный пучок в кольце ускорителя.
Большой адронный коллайдер (БАК) – самый большой и мощный ускоритель частиц в мире. Его кольцо длиной 27 км расположено под землей в приграничной зоне между Францией и Швейцарией. БАК управляется ЦЕРН, Европейской организацией по ядерным исследованиям и крупнейшей в мире лабораторией физики элементарных частиц.
Коллиматоры служат важными средствами обеспечения безопасности и предназначены для улавливания частиц, отклоняющихся от намеченной траектории пучка. Отклоняющиеся частицы представляют опасность как для компонентов ускорителя, так и для персонала. Коллиматоры поглощают отклоняющиеся частицы, защищая остальную часть системы. Поэтому для обеспечения эффективности и надежности коллиматоров крайне важно проводить комплексные испытания.
Контроль температуры во время испытаний коллиматоров
В настоящее время Большой адронный коллайдер и его коллиматоры проходят глубокую модернизацию, чтобы привести их в соответствие с новейшими технологиями и расширить возможности для будущих экспериментов и открытий. Коллиматоры тщательно тестируются для обеспечения точных результатов и надежной работы. Важной частью этих испытаний является контроль температуры: благодаря точному контролю температуры и температурным циклам исследователи могут оценить реакцию коллиматоров на тепловые колебания и измерить свойства теплопроводности. Это позволяет всесторонне проверить способность коллиматоров выдерживать изменения температуры и эффективно проводить тепло, что должно обеспечить их надежность и эффективность при улавливании отклоняющихся от пучка частиц.
Специальное решение JULABO для испытания коллиматоров
Регуляторы расхода и расходомеры
Индивидуальное решение JULABO для контроля температуры
Для испытаний коллиматоров ЦЕРН выбрал термостатирующее оборудование от JULABO. Являясь ведущим поставщиком прецизионных решений для контроля температуры, мы с помощью нашего отдела специальных решений модифицировали циркуляционный охладитель FL 4006, чтобы обеспечить оптимальную эффективность при испытании коллиматоров: Этот блок регулирования температуры, оснащенный электрическим нагревателем, имеет два расходомера и регулирующие клапаны, а также четыре датчика температуры и давления. Это решение JULABO, без проблем интегрированное в испытательную установку и управляемое системой высшего уровня (ПЛК) ЦЕРН, обеспечивает тщательный мониторинг и контроль температурных циклов в процессе испытаний коллиматоров.