<IMG SRC="navi.gif" WIDTH=160 HEIGHT=440 usemap="#navi" BORDER=0> 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.


Przekrój nadprzewodzącego magnesu dipolowego odchylającego wiązkę - pęczki protonów


Przekrój kwadrupolowego magnesu nadprzewodzącego ogniskującego wiązkę - pęczki protonów.

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.

Widok na łukową część znajdującego się na głębokości 25 m tunelu pierścienia HERY. Pierścień protonowy wraz z di- i kwadrupolowymi magnesami nadprzewodzącymi, odchylającymi wzgl. skupiającymi wiązkę, zainstalowany jest nad pierścieniem elektronowym.

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.

Do wyprodukowania wszystkich cewek magnesów di- i kwadrupolowych pierścienia protonowego HERY zużyto ponad 1000 km nadprzewodzącego kabla. Kabel ten złożony jest z 24 pojedynczych drutów o średnicy 0.8 mm. Każdy drut składa się z 1230 włókien niobowo-tytanowych o średnicy 0.014
mm umieszczonych w miedzianej matrycy.