Kylboxen på ytan är cirka 6 meter lång och 3 meter i diameter. Alla element är vakuumisolerade för att begränsa värmestrålning. Upphovsman:CERN
Large Hadron Collider (LHC) är en av de kallaste platserna på jorden. Driftstemperaturen på 1,9 K (-271,3 °C) för dess huvudmagneter är till och med lägre än de 2,7 K (-270,5 °C) i yttre rymden. För att få LHC till denna temperatur, 120 ton flytande helium strömmar runt en sluten krets i gaspedalens vener.
LHC-kylsystemet består av kryogena öar med totalt åtta heliumkylskåp. Varje jämnt nummer på gaspedalen (punkter 2, 4, 6 och 8) har två kylskåp, en från LEP-eran (Large Electron-Positron Collider), och ett annat nyare kylskåp från starten av LHC. LEP-kylskåpet består av två kylboxar - en på ytan och den andra nedströms i tunneln, som kyler heliumet från rumstemperatur till 20 K (-253,15 °C) respektive från 20 K till 4,5 K – och en enhet placerad i en grotta som genererar superfluid helium vid 1,9 K.
"Dessa kylskåp går tillbaka till 1994, men de har genomgått ett antal uppgraderingar sedan dess, särskilt som förberedelser inför LHC 2006, säger Emmanuel Monneret, en ingenjör från TE-CRG-gruppen som arbetar med kylprojektet. "Vid det tillfället, deras kyleffekt ökades från 12 till 16 kW vid 4,5 K."
Under LS2, ytterligare uppgraderingar har utförts på LEP-kylskåpet vid punkt 4, öka sin kyleffekt till 18 kW vid 4,5 K, som förberedelse för HL-LHC (High-Luminosity LHC):"Point 4-kylskåpen är avgörande för HL-LHC, eftersom såväl kylningssektorerna 3-4 och 4-5, de måste också kyla de sektioner där radiofrekvenskaviteterna är installerade, som kräver en betydande mängd kylning, "fortsätter Emmanuel Monneret.
De nya turbinerna och deras värmeväxlare, nyligen installerade i den nedre kylboxen vid punkt 4. Turbinerna är monterade på ett gränssnitt som är speciellt utvecklat för att de ska kunna installeras utifrån kylboxen. Upphovsman:CERN
För att uppnå dessa viktiga extra 2 kW, de fyra turbinerna och värmeväxlarna i var och en av kylboxarna vid punkt 4 har ersatts med högre presterande ekvivalenter. Denna uppgift var relativt enkel att utföra för kylboxen vid ytan, som är lättillgänglig för arbetare (se foto 1), men mer jobbigt för kylboxen i tunneln. "Vi hade inte räknat med att det skulle vara omöjligt att ta sig in i tunnelns kylbox, som är mycket mer kompakt än den på ytan, Emmanuel Monneret förklarar. "Vi arbetar i nära samarbete med tillverkaren, vi hittade så småningom en lösning som gör det möjligt för oss att byta ut turbinerna och växlarna från utsidan."
Tack vare ett nytt gränssnitt (se bild 2) utvecklat av tillverkaren på bara några månader, teamet som ansvarade för projektet kunde installera turbinerna och växlarna utan att behöva ansluta dem inifrån kylboxen. Denna nya utrustning, som just tagits i bruk, kommer att vara i drift i slutet av månaden.
LHC har börjat svalna
Post-LS2-nedkylningen av LHC började den 5 oktober inom sektor 4-5. Nedkylning utförs i tre steg:från rumstemperatur till 80 K, från 80 K till 4,5 K, och slutligen från 4,5 K till 1,9 K. Det tar cirka sju veckor för en sektor att kylas till 1,9 K, inklusive kontroller och justeringar av instrumenteringen och processkontrollsystemen. Sektorerna kyls ned gradvis, en efter en. LHC bör därför nå sin nominella temperatur våren 2021.
