高亮度大型强子对撞机的重大升级将在地面设施中进行测试

最近，欧洲核子研究中心的磁体测试大厅进行了一次令人印象深刻的操作。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）内三联体（IT）弦测试台上。

这种新颖的系统包括一条长电力传输线，专门开发用于在各种温度范围内将电流传输到磁铁。它在 IT String 中的安装是继新型保护系统的安装之后，是 HL-LHC 发展的一个重要里程碑。

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

创新的光束聚焦磁铁（称为内三联体）是此次升级的主要部分。这些磁体将部署在 ATLAS 和 CMS 实验中光束相互作用点的两侧，并配备新的供电、保护和对准系统，就像 LHC 磁体一样，它们将在 1.9 K（极冷的温度，比外太空深处还要冷）下运行。

CERN 目前正在地面大型强子对撞机测试大厅建造 HL-LHC 测试串。它将由六个主要的超导束聚焦磁体（内部三联体）和相关技术组成，其布局将重现大型强子对撞机的地下配置。每个系统经过单独验证后，IT String 将用于验证全系列系统的集成。

IT String 团队负责人 Marta Bajko 解释说：“该项目将在尽可能接近 HL-LHC 隧道中所经历的条件下测试超导磁路。主要目标是使团队能够优化这些组件的安装，规划隧道中的潜在修复工作或干预措施，并研究主要组件的集体行为。”

冷供电系统将电流从功率转换器传输到磁体，由约 75 m 长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”，因为它具有非凡的能力，能够在紧凑的体积内从 20 个功率转换器（位于专门为其建造的新 HL-LHC 隧道中并在室温下运行）传输 120 kA 电流到 LHC 隧道中的磁铁（保持在 1.9 K 的极冷温度），几乎没有能量损失。

HL-LHC 冷动力系统负责人阿玛利亚·巴拉里诺 (Amalia Ballarino) 表示：“这一里程碑是在冷动力系统不同方面经过大约十年的发展之后实现的。其中八个冷动力系统将在完全合格后安装在大型强子对撞机的地下。CERN 运输团队在这个复杂的安装过程中发挥了重要作用。”

冷动力系统重约 5 吨，需要两台完全同步的桥式起重机和整个团队来手动移动和调整其位置，因为它缠绕在一个巨大的线轴上，然后从一个巨大的线轴上取下。

“在进行演习之前，我们开发了一套复杂的集成和组装程序，在每一步都进行了风险分析。这涉及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，”欧洲核子研究组织负责关键机械部件的设计和生产以及操作规划的工程师斯特凡诺斯·斯帕索普洛斯（Stefanos Spathopoulos）解释道。

这些活动为 IT 线的下一阶段铺平了道路，下一个主要步骤是安装磁铁。