Разработка и изготовление оборудования для LHC
(Large Hadron Collider)
(Большой адронный коллайдер)
(CERN, Швейцария)

Большой адронный коллайдер (LHC) - ускоритель частиц до энергии 7 ТэВ (7 триллионов электрон-вольт, соответствует 0.999999991 скорости света).

LHC - глобальный научный проект начала XXI века для изучения фундаментальных свойств материи в новом диапазоне энергий.

Планируемый запуск - 2007 год.

Совместно с ОАО "Уралэлектротыжмаш" (г.Екатеринбург) закончена разработка серийных модернизированных быстродействующих размыкателей постоянного тока с использованием металло-керамических дугогасительных контактов на основе материала КМК-А25 для системы защиты сверхпроводящих кольцевых электромагнитов LHC. на ток 4000 ампер в двух вариантах исполнения по напряжению 1000 и 200 вольт:

Демпфирующие резисторы предназначены для вывода энергии из дипольных и квадрупольных сверхпроводящих магнитов основных силовых цепей LHC в аварийных случаях (например, при переходе одного или нескольких СП-магнитов в нормальное состояние).

Магнитная система LHC разбита на 8 секторов, в каждом из которых имеется одна дипольная и две квадрупольные силовые цепи. Каждая дипольная цепь имеет две системы вывода энергии, состоящие из демпфирующего резистора и шунтирующих его быстродействующих силовых ключей. Каждая квадрупольная цепь имеет одну такую систему.

Дипольный резистор состоит из трех идентичных модулей сопротивлением 225 мОм, электрически соединенных параллельно.

Одним из специальных требований к демпфирующим резисторам LHC является необходимость минимизировать энерговыделения в тоннель, где расположены резисторы. С этой целью каждый модуль дипольного резистора и каждый квадрупольный резистор имеет водо-воздушный теплообменник.

Всего в ИФВЭ будет изготовлено 53 модуля дипольного резистора и 22 квадрупольных резистора.

Они уникальны по техническим требованиям к величине и однородности магнитного поля (на уровне 10^-4). Одним из условий выполнения этих требований является сборка полумагнитов с точностью 0,05 мм при длине магнитов 4,5 м.

Импульсный источник питания для электромагнитной тренировки сверхпроводящих магнитов LHC разработан, изготовлен в ИФВЭ и поставлен в CERN.

Источник обеспечивает всесторонние испытания сверхпроводящих магнитов.

При проектной светимости коллайдера LHC в точке пересечения пучков эксперимента CMS будет происходить около миллиарда взаимодействий протонов за секунду.

Рекордные энергия и интенсивность ускорителя делают радиационное воздействие на детекторы и оборудование одним из основных факторов, ограничивающих эффективность эксперимента. Для снижения уровней фонового излучения и радиационных нагрузок служит мобильная защита, расположенная на границе подземного зала эксперимента CMS и туннеля LHC.

Физики и инженеры ГНЦ ИФВЭ совместно со специалистами из CERN ведут разработку и отвечают за изготовление и испытания мобильной защиты. Для подготовки проекта установки широко применяется математическое моделирование физических и механических параметров защиты.

Конструкция защиты должна обеспечить максимальную эффективность в использовании ограниченного пространства подземного зала. Необходимо ослабить вредные воздействия излучения при минимальных габаритах и весе устройства.

Принципиальная новизна проекта - подвижность элементов защиты при помощи системы гидравлических приводов - даёт возможность быстрого доступа ко внутренним детекторам, что важно при проведении их обслуживания и ремонта.

Для оптимизации веса защиты будут использованы композитные материалы, размещенные в соответствии с закономерностями формирования и изменения спектрального состава радиационных полей при проведении эксперимента CMS.