高亮度大型强子对撞机的重大升级将在地上设施中进行测试

欧洲核子研究中心磁体测试大厅最近进行了一次令人印象深刻的作业。创新的冷供电系统已成功安装在高亮度大型强子对撞机(HL-LHC内三重态(IT弦测试台上。

这种新型系统由一条长输电线路组成，该线路是专门为在各种温度下向磁体传输电流而开发的。它在IT弦中的安装是在新型保护系统安装之后进行的，是HL-LHC开发的一个重要里程碑。

高亮度大型强子对撞机(HL-LHC是欧洲核子研究中心大型强子对撞机(LHC的一次重大升级，旨在增加粒子碰撞的次数(亮度，从而增加可收集的物理数据量，以便做出进一步的发现。

创新的光束聚焦磁铁(称为内部三重磁铁是此次升级的主要部分。这些磁铁将部署在ATLAS和CMS实验的光束相互作用点两侧，配备新的供电、保护和对准系统，并且——就像LHC磁铁一样——它们将在1.9K(极低温度，比深外层空间还冷下运行。

CERN目前正在地面LHC测试大厅中为HL-LHC建造测试管线。它将由六个主要的超导束聚焦磁体(内部三重磁体和相关技术组成，布局将重现LHC的地下配置。在对每个系统进行单独验证后，IT管线将用于验证全系列系统的集成。

“该项目将在尽可能接近HL-LHC隧道中体验的条件下测试超导磁体电路。主要目标是使团队能够优化这些组件的安装，规划隧道中潜在的维修工作或干预措施，并研究主要组件的集体行为，”ITString团队负责人MartaBajko解释道。

冷供电系统将电流从电源转换器传输到磁铁，由一条长约75米的高温超导链路组成，该链路由新型超导材料(例如二硼化镁制成。

我们说它是“基于高温的”，是因为它具有非凡的能力，可以在紧凑的体积内将120kA的电流从20个电源转换器(位于专门为其建造的新型HL-LHC隧道中，并在室温下运行传输到LHC隧道中的磁铁(保持在极低的1.9K温度下，几乎没有能量损失。

“这一里程碑是在冷动力系统各个方面经过大约十年的开发之后取得的。经过全面鉴定后，其中八个冷动力系统将安装在LHC地下。CERN运输团队在这一复杂的安装过程中发挥了重要作用，”HL-LHC冷动力系统负责人AmaliaBallarino说道。

冷供电系统重约5公吨，在搬运过程中，需要两台完全同步的高架起重机和一整个团队来手动移动和调整其位置，以便将其缠绕在一个巨大的线轴上，然后再从线轴上取下。

“在实施操作之前，我们制定了一套复杂的集成和组装程序，并对每一步进行了风险分析。这需要整个团队进行细致的研究和模拟以及广泛的实际测试活动，”负责关键机械部件设计和生产以及操作规划的CERN工程师StefanosSpathopoulos解释说。

这些活动为IT弦的下一阶段铺平了道路，下一个重要步骤是安装磁铁。