Achegándonos ao LHC

INICIO CERN LHC FÍSICA NO LHC DETECTORES MODELO ESTÁNDAR EDUCACIÓN LIGAZÓNS NOVAS E MÁIS GLOSARIO

NOVAS: Siga as novas...

 CABLES SUPERCONDUTORES
 

No anterior acelerador LEP (Large Electron Positron), o campo magnético dipolar de 0,3 T era xerado por un dipolo magnético «tradicional». Cada dipolo precisaba 20 kW por imán. Había 500 imáns no LEP polo que se necesitaban 10 MW (cada tren AVE precisa 8 MW de potencia).

A resistencia do cable era R=0.08 Ω e a intensidade da corrente era I=500 A.

Xa que logo, a enerxía por efecto Joule disipada por segundo era:

 P = 500·R·I2 = 500·0.08·5002 = 107 J/s.

PT = 107 J/s = 2400 Kcal/s

Dado que o campo magnético para o LHC é 30 veces máis alto que para o LEP e a perda de enerxía varía segundo I2, unha calor unhas 900 veces maior debería ser extraído desde o túnel do LHC.
  
Imaxe do LEP.
Pero outro aínda maior problema aparecería. Na práctica, a saturación magnética do Ferro acadase para un valor máximo de B igual a 2 T, polo que este é o límite para este tipo de dipolos.

Para evitar estes problemas, os cables deben ser superconductores.

Helio superfluído mantén unha temperatura de 1,9 K (a máis baixa no Universo !!!). O helio debe fluir constantemente e debe ser enfriado permanentemente, extraéndose todo o calor..

Precísanse 5000 toneladas de helio en todo o LHC, o que representa a producción mundial deste gas.

                         

Cables Rutherford


Os cables están formados por 36 fíos de superconductores, cada un dos cales ten exactamente un diámetro de 0.825 mm. A súa vez, cada fío está formado por 6500 filamentos superconductores de Niobio-Titanio (co 47 % de Ti). Cada filamento ten un espesor duns 0.006 mm, é dicir, 10 veces máis delgado que un cabelo humano.
Arredor de cada filamento hai unha capa de 0.0005 mm de cobre de alta pureza. 
O total de cable superconductor requerido supón 1200 toneladas e 7600 km de lonxitude. Se consideramos os fíos e filamentos estaríamos falando dunha lonxitude de máis de 1500 millóns de km, o que chegaría par ir e volver cinco veces ao Sol e aínda sobraría filamento par unhas cantas viaxes á Lúa.


Hai un gran número de diferentes tipos de multipolos magnéticos, polo que non é doado calcular a lonxitude total de cable conductor que vimos de indicar. Por iso imos considerar soamente a maior contribución a esta distancia que ven dada polos dipolos principais da instalación do LHC.

Como xa se ten indicado, cada dipolo (14,3 m) leva dous tubos "cubertos" por 160 cables cada un.

Logo, 

1232 dipolos x (2 tubos/dipolo) x (160 cables/tubo) x 14,3 m ~ 5640 km.

Considerando o resto de multipolos superconductores e os imáns superconductores dos detectores, chegamos a cifra antes indicada de 7600 km.

Finalmente,

(7600 km/cable) x (36 fios/cable) x (6500 filaments/fío) ~ 1,8·109 km

Máis de 10 veces a distancia Terra-Sol !!!




Inicio ...... 123 ...... Final

© Xabier Cid Vidal & Ramon Cid - rcid@lhc-closer.es  | SANTIAGO | Deseño orixinal de Gabriel Morales Rey