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，从而实现进一步的发现待制作。

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。这些磁铁将部署在 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 磁铁一样，它们将在 1.9 K（极冷的温度，比深海还冷）下工作。外层空间）。

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。

“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体电路。主要目标是使团队能够优化这些组件的安装，规划潜在的修复工作或干预措施IT String 团队负责人 Marta Bajko 解释说：“隧道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，并由约 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”，因为它具有在紧凑的体积内从 20 个功率转换器传输 120 kA 电流的非凡能力，这些转换器位于专门为其建造的新 HL-LHC 隧道中，并在室温？降至 LHC 隧道中的磁体（保持在 1.9 K 的极冷温度），几乎没有能量损失。

“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。欧洲核子研究中心的运输团队在这个复杂的安装过程中发挥了重要作用。” Amalia Ballarino，HL-LHC 冷动力系统的领导者。

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。

“在进行操作之前，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，”CERN 工程师 Stefanos Spathopoulos 解释道负责关键机械部件的设计和生产以及运营规划。

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。