El sistema de alimentación en frío del HL-LHC

Acercándonos al LHC

El nuevo enlace superconductor desarrollado en el CERN (conocido como «la pitón») es un componente del nuevo sistema de alimentación en frío que alimentará los imanes del triplete interior del HL-LHC, concentrando más estrechamente los haces de protones alrededor de los puntos de colisión de ATLAS y CMS.

El sistema de alimentación en frío del HL-LHC en pruebas en SM18. (Imagen: CERN)

Este nuevo sistema está repleto de novedosas tecnologías superconductoras: Los cables superconductores de MgB2, trenzados entre sí para formar un haz compacto de unos 9 centímetros de diámetro, se insertan en un criostato flexible de 22 centímetros de diámetro, con aislamiento al vacío y gas helio fluyendo. Los cables de MgB2 funcionan en el gas helio a temperaturas de unos 4,5 K a 20 K. A continuación, los cables superconductores de “alta temperatura” REBCO (Oxidos de Cobre Bario y Tierras Raras) transfieren la corriente de 20 K a 50 K y, por último, unos conductores de corriente se encargan de la transición de 50 K a temperatura ambiente. Este sistema puede transportar una corriente eléctrica continua (CC) de unos 120 kA a lo largo de la distancia necesaria de 85 metros.

Mientras que los cables superconductores de los imanes del LHC tienen que mantenerse en helio superfluido (a 1,9 K) o en helio líquido (a 4,5 K), la nueva parte superconductora del sistema es capaz de funcionar a una temperatura de hasta 60 K en su punto más alto, lo que la califica de «alta temperatura» en términos de superconductividad. Una de las maravillas de este nuevo sistema es que funciona en gas helio. La refrigeración criogénica del enlace superconductor tiene coste cero, porque transfiere el gas helio que en cualquier caso se necesita para enfriar los conductores de corriente. Esta es una de las ventajas de utilizar «superconductores de alta temperatura».

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AUTORES


Xabier Cid Vidal, Doctor en Física de Partículas (experimental) por la Universidad de Santiago (USC). Research Fellow in experimental Particle Physics en el CERN, desde enero de 2013 a diciembre de 2015. Estuvo vinculado al Depto de Física de Partículas de la USC como becario "Juan de la Cierva", "Ramon y Cajal" (Spanish Postdoctoral Senior Grants), y Profesor Contratado Doctor. Desde 2023 es Profesor Titular de Universidad en ese Departamento (ORCID).

Ramon Cid Manzano, catedrático de Fïsica y Química en el IES de SAR (Santiago - España), y Profesor Asociado en el Departamento de Didáctica de Ciencias Experimentales de la Facultad de Educación de la Universidad de Santiago (España), hasta su retiro en 2020. Es Licenciado en Física, Licenciado en Química, y Doctor por la Universidad de Santiago (USC).(ORCID).

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Toda la Bibliografía que ha sido consultada para esta Sección está indicada en la Sección de Referencias


© Xabier Cid Vidal & Ramon Cid - rcid@lhc-closer.es  | SANTIAGO (ESPAÑA) |

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