|
A existencia do baleiro nos aceleradores de partículas ten a súa razón de ser na absoluta necesidade de limitar as interaccións (elásticas ou inelásticas) entre as partículas do feixe, e os átomos ou moléculas do baleiro residual. Estas interaccións provocan unha dispersión do feixe e perda de enerxía nas partículas (protóns no LHC), provocnando a limitación do funcionamento do acelerador e o deterioro de seu rendemento.
Por outra parte, é vital que nas zonas de interacción o baleiro sexa o máis alto posible, pois debemos lograr o máis baixo "ruido de fondo" nos detectores producido polas colisións protón-gas.
Nos sectores circulares do LHC - zonas crioxénicas- a presión é do orde de 10–7 Pa, mentres que nas zonas de colisión a presión é aínda máis baixa ~ 10-9 Pa .
Estamos a falar de ULTRA-ALTO-BALEIRO, chegándose a unha presión unhas cen veces menor que na superficie da Lúa. É o lugar máis vacío do Sistema Solar.
O volume para ser baleirado en cada un dos tubos por los que circulan os protóns (beam pipes) no LHC (lonxitude 27 km ,, r ~ 3 cm) é:
2 × (27·103 × π × 0.032) ~ 150 m3
Como baleirar totalmente o volume dunha vivenda de 60 m2.
Pero o maior volume onde se aplica o vacío no LHC é o illamento do sistema criomagnético (~ 9000 m3 — como baleirar a nave central dunha catedral!)

O baleiro do LHC está composto por 54 km de vacío ultra baixo, polo que circulan os dous feixes e 50 km de vacío de illamento arredor dos imáns crioxénicos e nas líñas de transporte do líquido crioxénico (helio). Os requisitos para o vacío destes dous sistemas son radicalmente diferentes.
O baleiro para o feixe de partículas
As esixencias do vacío residual do LHC son moi superiores ás dun acelerador lineal, moitas horas de funcionamento no canto dun poucos segundos.
Para garantir tal duración de vida faise preciso, como xa se ten indicado, traballar con presións inferiores a 10-9 Pa (10–14 atm) ¡100 billóns de veces máis baixa que a presión atmosférica! limitando, asemade, o ruido de fondo nos detectores do LHC inducido pola dispersión do deixe por colisións co gas residual.
Esta presión é unhas dez veces menor que a existente na Lúa.
O cúmulo de esixencias (nivel de presión, efectos dinámicos e inxeñería) para as cámaras de vacío do deixe, conducíu ao deseño dun sistema de vacío totalmente diferente nas seccións dos arcos do LHC á temperatura crioxénica de 1.9 K e as secciones rectas á temperatura ambiente. Dos 54 km de vacío ultra baixo para o deixe, 48 km están a unha temperatura crioxénica xa que as cámaras de vacío son parte integrante dos imáns superconductores. Os restantes 6 km de vacío, están a temperatura ambiente.
|