La caja fría ubicada en la superficie tiene aproximadamente 6 metros de largo y 3 metros de diámetro. Todos los elementos están aislados al vacío para limitar la radiación térmica. Crédito:CERN
El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) es uno de los lugares más fríos de la Tierra. La temperatura de funcionamiento de 1,9 K (-271,3 ° C) de sus imanes principales es incluso más baja que los 2,7 K (-270,5 ° C) del espacio exterior. Para llevar el LHC a esta temperatura, 120 toneladas de helio líquido fluyen alrededor de un circuito cerrado en las venas del acelerador.
El sistema de refrigeración del LHC está formado por islas criogénicas con ocho refrigeradores de helio en total. Cada punto par del acelerador (Puntos 2, 4, 6 y 8) tiene dos refrigeradores, uno que data de la era LEP (Large Electron-Positron Collider), y otro refrigerador más nuevo que data de la puesta en marcha del LHC. El frigorífico LEP está compuesto por dos cámaras frigoríficas, una en la superficie y la otra aguas abajo en el túnel. que enfrían el helio de temperatura ambiente a 20 K (-253,15 ° C) y de 20 K a 4,5 K respectivamente, y una unidad ubicada en una caverna que genera helio superfluido a 1,9 K.
"Estos refrigeradores se remontan a 1994, pero se han sometido a una serie de actualizaciones desde entonces, en particular en preparación para el LHC en 2006, "dice Emmanuel Monneret, un ingeniero del grupo TE-CRG que trabaja en el proyecto de refrigeración. "En aquella ocasión, su potencia de enfriamiento se incrementó de 12 a 16 kW a 4.5 K. "
Durante LS2, se han llevado a cabo más mejoras en el frigorífico LEP en el punto 4, aumentando su potencia de refrigeración a 18 kW a 4,5 K, en preparación para el HL-LHC (High-Luminosity LHC):"Los refrigeradores Point 4 son cruciales para el HL-LHC, porque además de los sectores de refrigeración 3-4 y 4-5, también deben enfriar las secciones donde se instalan las cavidades de radiofrecuencia, que requieren una cantidad considerable de enfriamiento, "continúa Emmanuel Monneret.
Las nuevas turbinas y sus intercambiadores de calor, recientemente instalado en la caja fría inferior en el Punto 4. Las turbinas están montadas en una interfaz que fue especialmente desarrollada para permitir su instalación desde fuera de la caja fría. Crédito:CERN
Para lograr estos importantes 2 kW adicionales, Las cuatro turbinas y los intercambiadores de calor en cada una de las cajas frías en el Punto 4 han sido reemplazados por equivalentes de mayor rendimiento. Esta tarea fue relativamente sencilla de realizar para la caja fría en la superficie, que sea de fácil acceso para los trabajadores (ver foto 1), pero más arduo para la caja fría del túnel. "No habíamos anticipado que sería imposible ingresar a la caja fría del túnel, que es mucho más compacto que el de la superficie, "Explica Emmanuel Monneret." Trabajando en estrecha colaboración con el fabricante, finalmente encontramos una solución que nos permitió reemplazar las turbinas y los intercambiadores desde el exterior ".
Gracias a una nueva interfaz (ver foto 2) desarrollada por el fabricante en tan solo unos meses, el equipo a cargo del proyecto pudo instalar las turbinas e intercambiadores sin tener que conectarlos desde el interior de la caja fría. Este nuevo equipo, que acaba de ser comisionado, estará operativo a finales de mes.
El LHC ha comenzado a enfriarse
El enfriamiento posterior a LS2 del LHC comenzó el 5 de octubre en el sector 4-5. El enfriamiento se lleva a cabo en tres etapas:desde temperatura ambiente hasta 80 K, de 80 K a 4,5 K, y finalmente de 4.5 K a 1.9 K. Se necesitan alrededor de siete semanas para que un sector se enfríe a 1.9 K, incluyendo verificaciones y ajustes de la instrumentación y los sistemas de control de procesos. Los sectores se enfrían gradualmente, Uno después del otro. Por lo tanto, el LHC debería alcanzar su temperatura nominal en la primavera de 2021.
