![]() ![]() ![]() |
![]() |
Akceleratory w DESY Magnesy nadprzewodzące w akceleratorze HERA W 6.3 kilometrowym pierścieniu akumulującym magazynuje się elektrony i protony w pęczkach po ok. 100 miliardów, w dwóch oddzielnych rurach, z których wypompowuje się powietrze, utrzymując wysoką próżnię i doprowadza do zderzenia w dwóch miejscach przecięcia. Elektrony i protony krążą w przeciwnych kierunkach niemal z prędkością światła, przebywając całą drogę - obwód rury - około 47 000 razy na sekundę. Pęczki cząstek prowadzone są dokładnie po zaprojektowanych torach przez wysokosprawne dipolowe magnesy odchylające a także przez ogniskujące pionowo i poziomo magnesy kwadrupolowe. Magnesy pierścienia elektronowego i protonowego różnią się zasadniczo. Do otrzymania bardzo silnych pól magnetycznych potrzebnych w przypadku wiązki protonowej mającej energię równą prawie 1000 miliardom elektronowoltów (1000 GeV), konieczne jest zastosowanie magnesów nadprzewodzących.
Cewki nadprzewodzących magnesów dipolowych i kwadrupolowych stosowanych w HERZE nawinięto używając kabel niobowo-tytanowy. Są one umocowane za pomocą niemagnetycznych klamer, otoczonych jarzmem z żelaza. Całość ochłodzona jest do temperatury ciekłego helu (-269°C). Magnesy odizolowane są cieplnie od otoczenia przez umieszczenie w rurze próżniowej, a także przez zastosowanie wielu warstw folii odbijającej promieniowanie cieplne.
W HERZE wbudowano łącznie 422 nadprzewodzące magnesy dipolowe i 224 kwadrupolowe. Ponadto zespolono z nimi ponad 1000 cewek korekcyjnych (dziesięcio- i dwunastobiegunowych), których zadaniem jest korekcja wiązki, np. kompensacja zniekształceń pola spowodowanych prądami wirowymi. Prąd w€cewce o natężeniu 5027 A (amperów) wytwarza w magnesie dipolowym pole magnetyczne 4.68 T (tesli), które odchyla protony o energii 820 GeV na właściwe tory w łukach HERY. Przy przejściu magnesów w stan normalnego przewodzenia (tzw. "quench"), zapobiega się zniszczeniu cewek bocznikując te bardzo silne prądy przy użyciu zimnych diod zabezpieczających, znajdujących się wewnątrz pojemnika helowego. Prototypy nadprzewodzących magnesów kwadrupolowych stosowanych w HERZE zostały zaprojektowane i zbudowane we francuskim ośrodku badawczym CEN w Saclay, a prototypy nadprzewodzących magnesów dipolowych - w DESY, w ścisłej współpracy z przemysłem. Zasadnicza koncepcja magnesów nadprzewodzących HERY stanowi wzór dla przyszłych projektów akceleratorów.
|