Проект HL-LHC вступает в производственную фазу

Детальный план подземных туннелей и шахт Большого адронного коллайдера

Детальный план подземных туннелей и шахт Большого адронного коллайдера, на котором синим цветом показаны новые подземные залы и туннели для реализации проекта HL-LHC. Рисунок с сайта cerncourier.com

Проект HL-LHC — LHC на высокой светимости — это будущее Большого адронного коллайдера. Коллайдер проработает в нынешней конфигурации до начала 20-х годов, после чего он будет остановлен для кардинальной модернизации, запущен вновь в районе 2025 года и проработает ориентировочно до 2035 года. Все эти планы уже утверждены руководством ЦЕРНа, и в Европейской стратегической программе по физике элементарных частиц проект HL-LHC считается главным приоритетом ближайшего будущего.

Цель глубокой модернизации LHC — повысить светимость коллайдера примерно на порядок. Иными словами, весь тот объем данных, которые коллайдер накопил с 2010 года по настоящее время, HL-LHC сможет набирать за месяц-полтора. Такой рывок вперед, конечно, не может произойти на ровном месте; за ним будут стоять прорывные ускорительные и детекторные технологии. Это новые сверхпроводящие магниты с широкой апертурой и еще более сильным магнитным полем (см. новость Десятилетний проект по созданию новых магнитов для LHC завершился успехом), специальные резонаторы crab cavities, которые должны будут очень аккуратно разворачивать протонные сгустки прямо перед столкновением и после него, 80-метровые сверхпроводящие линии электропередачи, и многие другие усовершенствования.

Уже давно было ясно, что вся эта дополнительная техника, а также обслуживающая ее инфраструктура — охлаждение, криогеника, вентиляция, электроснабжение и трансформаторы, электроника и системы мониторинга, помещения и аварийные выходы для персонала — просто не сможет поместиться в нынешний туннель LHC. Для всего этого придется вырыть несколько новых туннелей длиной в сотни метров и подземных залов с дополнительными шахтами, которые будут идти как бы в обход детекторов CMS и ATLAS (см. рисунок). Над ними будет возведено два комплекса наземных сооружений вместе с обслуживающей инфраструктурой. Общий объем предполагаемых работ — 100 тысяч кубометров грунта, которые потребуется вырыть на глубине около 100 метров. Поскольку во время прохода туннелей будут возникать серьезные вибрации, сами эти работы планируется начать в 2019–2020 годах, когда коллайдер будет остановлен на очередную двухлетнюю паузу между сеансами Run 2 и Run 3, а завершить уже после сеанса Run 3, в районе 2024 года. Подробности можно прочитать в заметке Going underground в журнале CERN Courier.

Ясно, что для таких существенных работ требуется подобрать ответственные компании-исполнители, а также консалтинговые и аудиторские службы, отслеживающие качество и адекватность работ. В конце 2015 года, когда был завершен технический проект HL-LHC, ЦЕРН создал для каждого из двух участков работ два международных консорциума, каждый из трех консалтинговых компаний из разных стран. В их обязанности будет входить предварительная оценка работ, организация тендера для их выполнения, и контроль за их надлежащим исполнением. Сам тендер будет открыт в июне этого года, а в марте 2018 года ожидается оформление контрактов с субподрядчиками. Тогда же, в 2018 году, начнутся первые работы. Тем временем ЦЕРН своими силами провел геотехнические исследования подземных районов, где планирует вести работы, а также направил представителям властей Франции и Швейцарии официальные запросы на разрешение подземных работ.

Над проектом HL-LHC уже сейчас работают 25 институтов из 12 стран, не считая индустриальных компаний. В качестве иллюстрации того, насколько интенсивная деятельность развернута сейчас вокруг этого проекта, предлагаем взглянуть на рубрикатор совещаний и встреч рабочих групп по самым разным его аспектам.


11
Показать комментарии (11)
Свернуть комментарии (11)

  • persicum  | 24.02.2017 | 21:47 Ответить
    А энергии совсем не поддадут?
    Ответить
    • PavelS > persicum | 24.02.2017 | 22:05 Ответить
      Да. Менять собираются лишь около 5% магнитов (число из не сильно авторитетных источников, ждём Игоря, он-то всё знает). Основная масса магнитов БАК - поворотные, т.е. их задача - поворот пучков, чтобы они замыкались в кольцо. Вот все поворотные вроде как оставят на месте, так что на бОльшей энергии пучки не повернутся.

      Некоторые зыбкие хотелки поменять поворотные магниты иногда озвучиваются, но это уж точно совсем не скоро и не факт что до этого хоть когда-то дело дойдёт.
      Ответить
    • VICTOR > persicum | 24.02.2017 | 23:28 Ответить
      Насколько я помню, до полной реализации идеи HL-LHC только доведут до изначального проектного значения 14 ТэВ.
      Ответить
      • Игорь Иванов > VICTOR | 25.02.2017 | 01:23 Ответить
        Да, именно так, до 14 ТэВ уж постараются довести, это вопрос лишь тренировок магнитов, а куда-то выше лезть совершенно нереально, это надо весь ускоритель менять.
        Ответить
        • Fireman > Игорь Иванов | 26.02.2017 | 23:15 Ответить
          В том году светимость доводили до 120-140% от заявленной, в этом наверное тоже 100% держать не будут

          Неужто нет никакого резерва и по энергии хотя бы 10% накинуть на 14ТэВ в Run3?
          Ответить
          • VICTOR > Fireman | 26.02.2017 | 23:41 Ответить
            А Вы сможете в сверхпроводящие электромагниты накинуть 10% магнитного поля? И что бы наш сплав не утратил сверхпроводимость согласно графику такого рода:
            http://enciklopediya1.ru/tom3/tom3-1/1833.png
            З.Ы. Или эффект потери сверхпроводимости в сильном магнитном поле не существенен для сплава NbTi (даже на том кол-ве Тл)? Или собственно создаем магнит с сердечником, возбуждаемое в котором поле не проникает в обмотку?
            Ответить
            • Fireman > VICTOR | 27.02.2017 | 00:52 Ответить
              ну как мне казалось - в любой прибор закладывается некоторый запас прочности, а не работа в режиме тютелька-в-тютельку

              и если что - БАК перед долгой остановкой могут вынудить функционировать на предельных режимах работы
              Ответить
              • VICTOR > Fireman | 27.02.2017 | 12:35 Ответить
                Главное - что бы при достижении Вашего предела прочности от пропавшей проводимости в одном небольшом участке обмотки не возникло большого сопротивления, на котором попробует выделится Джоулево тепло от всех текущих по параллельным проводам мегаамперов.
                З.Ы. Правда тут противоречие, значит мегаамперы должны течь последовательно по блоку сверхпроводящих проводов.
                Ответить
                • tetrapack > VICTOR | 27.02.2017 | 17:01 Ответить
                  Ну не мегаамперы, конечно. Кило. Вот, на этот счет сдесь было.
                  https://elementy.ru/LHC/LHC/accelerator/magnet_training
                  Ответить
                  • VICTOR > tetrapack | 27.02.2017 | 19:04 Ответить
                    Итого - почти 15 МА (если я правильно понял и они питаются параллельно). И это при энергии 7 ТэВ было. Но весь этот ток перейдет в тепло только при фантастической ситуации, что во всех обмотках исчезнет сверхпроводимость.
                    Ответить
                    • ovz > VICTOR | 28.02.2017 | 10:28 Ответить
                      Не ток. Энергия. Энергия магнитного поля ((L*I^2)/2, где L-индуктивность контура) перейдет в тепловую.
                      А вообще все магниты вряд ли выйдут одновременно из сверхпроводящего состояния. После того, как выйдет один автоматика сбросит ток с остальных. Такая авария уже была, пострадал тогда только один магнит.
                      Ответить
Написать комментарий


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»