HL のクールなキッカー

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最初の「MKI-Cool」は 1 月初旬に設置されました – 水冷フェライトシリンダーは、高光度時代の増加する熱負荷から LHC のキッカーマグネットを保護します

2023 年 1 月 25 日

高輝度 LHC (HL-LHC) の研究開発作業の多くは、放射線や熱の増加など、高輝度の悪影響から加速器の壊れやすいコンポーネントを保護することを目的としています。 この年末のテクニカルストップ中に、8 つのシリーズのうちの最初の「MKI-Cool」LHC キッカー マグネット (MKI) の設置は、この取り組みにおけるもう 1 つの成功のマイルストーンを示します。水冷トロイダル フェライト シリンダーにより、予想される圧力が低下します。 HL-LHC が適切に動作できるようにするために、キッカー マグネット ヨークに熱負荷がかかります。

LHC の 2 つのキッカー システムは、それぞれ 4 つの磁石とパルス発生器で構成され、LHC リングと SPS から粒子を集める 2 つの移送ラインの交差点にあります。 その名前が示すように、キッカー磁石は、注入された各束にキックを与えて、LHC 軌道上に乗せます。 キックは循環する LHC ビームに触れないようにする必要があるため、各磁場パルスの持続時間はわずか 8 マイクロ秒です。キッカー磁石は迅速かつ正確にタイミングを計らなければなりません。

これらの仕様により、キッカー磁石は過酷な環境に対して特に脆弱になります。高エネルギーの LHC ビームが磁石の開口部を通過する間、MKI はビーム誘発加熱から完全に遮蔽することができません。シールドがその高周波磁場パルスに干渉するためです。 。 さらに、必要な高電圧パルスにより、MKI ヨークの水冷が不可能になります。これは、ヨークが 125 °C の臨界温度を超えると磁気特性を失うため、重大な障害となります。 このような条件下では、キッカーが機能不全に陥っているため、誤って蹴られた粒子により LHC 超電導磁石にクエンチが発生する可能性があります。 現在の加速器ではこのリスクを回避するための対策がすでに講じられていますが、光度が高くなると予想される熱負荷の 4 倍の増加から磁石を守るには十分ではありません。

MKI-Cool システムは、キッカー マグネットを持続的に保護するために Accelerator Beam Transfer グループ (SY-ABT) によって考え出された独創的なソリューションです。 トロイダルフェライトシリンダーが MKI-Cool 開口部の上流に取り付けられ、ビーム誘発加熱のかなりの部分を吸収し、磁石のヨークの加熱を軽減します。 さらに、フェライトシリンダーは水を使用して冷却されます (そのため、MKI-Cool という名前が付けられています)。 MKI-Cool フェライト ヨークは、高輝度ビームであっても 100 °C 未満の温度にとどまると予想されます。

最初の MKI-Cool は 1 月 11 日に LHC ポイント 8 に設置され、標準の MKI を置き換えました。 LHC が再起動されると、粒子ビームと MKI-Cool の相互作用によってテクノロジーの性能がテストされます。 このテストで肯定的な結果が得られれば、残りの 7 つの MKI-Cool が HL-LHC の運用開始前に設置されます。