Informe del acelerador: la extinción de un imán triplete interno del LHC provoca una pequeña fuga con importantes consecuencias

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19 julio, 2023

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Por Rende Steerenberg

A la 1:00 am + 17 segundos del lunes 17 de julio, los haces del LHC fueron arrojados después de sólo 9 minutos de colisión debido a un bloqueo de radiofrecuencia causado por una perturbación eléctrica. Aproximadamente 300 milisegundos después de que los rayos fueran arrojados limpiamente, varios imanes superconductores alrededor del LHC se apagaron, es decir, perdieron su estado superconductor. Entre estos imanes se encontraban los imanes triples internos ubicados a la izquierda del Punto 8 (LHCb), que desempeñan un papel crucial en el enfoque de los haces para el experimento del LHCb.

Si bien esta secuencia de eventos puede no ocurrir muy a menudo durante el funcionamiento del haz, no es excepcional para el LHC, ya que es de esperar que se apaguen ocasionalmente algunos imanes superconductores.

En este caso particular, la perturbación eléctrica provocó que el sistema de protección de enfriamiento (QPS) activara los calentadores de enfriamiento de los imanes en cuestión. Estos calentadores de enfriamiento consisten en una resistencia eléctrica integrada en las bobinas magnéticas; están diseñados para calentarse rápidamente cuando se produce un enfriamiento localizado en algún lugar del imán, con el fin de sacar eficazmente a todo el imán del estado superconductor de una manera controlada y homogénea. Durante dicho enfriamiento, el helio líquido en el imán se calienta y se convierte en un gas que el sistema criogénico recupera para volver a licuarlo, listo para enfriar los imanes nuevamente.

A pesar de ser un comportamiento normal y esperado, las tensiones mecánicas involucradas en este proceso son importantes y, en casos muy raros, pueden provocar daños. Desgraciadamente, en el caso del imán triple interior situado a la izquierda del punto 8, ha aparecido una pequeña fuga entre el circuito criogénico, que contiene el helio líquido, y el vacío de aislamiento que separa el imán frío del recipiente exterior caliente, conocido como el criostato. Esta barrera de vacío es crucial para evitar la transferencia de calor desde el túnel circundante del LHC al interior del criostato (esto es similar al funcionamiento de un termo). Como resultado de la fuga, este aislamiento se perdió: el vacío del aislamiento se llenó de gas helio, enfriando el criostato y provocando que se formara condensación y congelación en el exterior.

Mientras escribo, se están llevando a cabo investigaciones para identificar el origen de la fuga y poder elaborar una estrategia de reparación. Sin embargo, está claro que será necesaria una intervención con el triplete magnético interior a temperatura ambiente. Este incidente probablemente tendrá un gran impacto en el calendario del LHC, y es poco probable que se reanude el funcionamiento de la máquina durante al menos varias semanas.