LHC: plus d'énergie pour les aimants du Synchrotron à protons
Publié par Adrien le 19/02/2019 à 08:00
Source: CERN
Le Synchrotron à protons (PS), qui a été le premier synchrotron du CERN et qui fête cette année ses 60 ans, a détenu autrefois le record de l'énergie la plus élevée pour un accélérateur de particules. Aujourd'hui, il constitue un maillon (Le maillon en language maritime est une longueur de chaîne (ligne de mouillage), qui mesure 15 brasses soit 27,50 m. L'élément de base de la chaîne est appelé maille....) essentiel de la chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) d'accélérateurs du CERN; s'il accélère principalement des protons à 26 GeV pour les envoyer au Supersynchrotron à protons (SPS), il fournit aussi des particules à plusieurs zones d'expérimentation (L'expérimentation est une méthode scientifique qui consiste à tester par des expériences répétées la validité d'une hypothèse et à obtenir des données quantitatives permettant de...), par exemple à celle du Décélérateur d'antiprotons (AD). Pendant le deuxième long arrêt (LS2), le PS fera l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction...) d'une révision majeure qui le préparera pour les intensités d'injection (Le mot injection peut avoir plusieurs significations :) et de faisceau plus élevées de la troisième exploitation du LHC, ainsi que pour le LHC à haute luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.).


L'un des aimants est transporté vers l'atelier à l'aide de la locomotive électrique du PS (à droite), après avoir été extrait de l'anneau de l'accélérateur (à gauche) (Image: Julien Marius Ordan/Maximilien Brice/CERN)

Le système des aimants est l'un des principaux éléments du PS qui seront consolidés. Le synchrotron (Le terme synchrotron désigne un type de grand instrument destiné à l'accélération à haute énergie de particules élémentaires.) a un total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme. Exemple : "Le total des dettes". En physique le total n'est pas...) de 100 aimants principaux (plus un aimant (Un aimant est un objet fabriqué dans un matériau magnétique dur, c’est-à-dire dont le champ rémanent et l'excitation coercitive sont grands (voir ci-dessous). Cela lui donne des propriétés...) de référence à l'extérieur de l'anneau), qui guident et focalisent la trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) des faisceaux de particules lorsque ceux-ci circulent le long de son anneau en accumulant de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.). "Pendant le dernier long arrêt (LS1) et le début du LS2, l'équipe TE-MSC a réalisé divers tests afin de repérer les points faibles dans les aimants", explique Fernando Pedrosa, qui coordonne les travaux du LS2 concernant le PS. L'équipe a identifié 50 aimants nécessitant une rénovation, parmi lesquels sept ont déjà été réparés pendant le LS1. "Les 43 autres aimants qui ont besoin de nos soins seront rénovés cette année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.)."

Plus précisément, ce sont les éléments appelés les enroulements polaires, qui sont situés entre le tube de faisceau et la culasse de l'aimant, qui doivent être remplacés. Avant de pouvoir atteindre les entrailles des aimants pour procéder à ce remplacement, il faut transférer ceux-ci dans un atelier, situé dans le bâtiment 151. Une fois déconnecté, chaque aimant est placé sur un petit système de locomotive (Une locomotive est un engin moteur, c'est-à-dire se déplaçant par ses propres moyens, utilisé par le transport ferroviaire pour fournir l'énergie de traction à un train. Le plus...), qui l'amène à l'atelier. Les locomotives elles-mêmes ont plus de 50 ans, et leur déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense déplaçant la valeur, et...) doit être réglé avec soin. Il faut dix heures (L'heure est une unité de mesure  :) pour extraire un aimant. Jusqu'ici, six aimants ont été amenés à l'atelier, et ce travail se poursuivra jusqu'au 18 octobre 2019.

L'atelier où les aimants sont traités est divisé en deux sections. Dans la première salle, la chambre à vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) des aimants est découpée afin de permettre l'accès aux enroulements polaires. Les aimants sont ensuite amenés dans la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du...) salle, où des éléments de rechange préfabriqués sont installés.

L'énergie des protons accélérés par le Booster (Le nom de booster (ou propulseur d'appoint) est donné au moteur-fusée qui est attaché aux navettes spatiales américaines.[1] Par généralisation, le terme peut s'employer pour tous les moteurs auxiliaires à carburant solide utilisés...) du PS passera de 1,4 à 2 GeV. Une nouvelle série de quadripôles sera installée le long de la ligne d'injection allant du Booster au PS, afin d'augmenter la puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) de focalisation requise pour les faisceaux, qui seront plus énergétiques. Des faisceaux ayant des énergies plus élevées, cela signifie des éléments d'injection d'une énergie plus grande ; par conséquent, certains éléments de la région d'injection du PS seront remplacés dans le cadre du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) d'amélioration des injecteurs du LHC (LIU), à savoir l'aimant à septum 42, l'aimant de déflexion rapide 45, et cinq aimants de déformation d'orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.).

Parmi les autres améliorations prévues dans le cadre du projet LIU (Liu (chinois : 柳宿, pinyin : liǔ xiù) est une loge lunaire de l'astronomie chinoise. Son étoile référente (c'est-à-dire celle qui délimite la...), on peut citer les nouveaux systèmes de refroidissement qui sont actuellement installés et qui visent à améliorer la capacité de refroidissement du PS. Une nouvelle station de refroidissement est en cours de construction dans le bâtiment 355, et une tour de refroidissement du bâtiment 255 est en train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de plusieurs wagons (pour transporter des...) d'être améliorée. La ligne TT2, utilisée pour le transfert entre le PS et le SPS, verra son système de refroidissement découplé de celui du Booster, ce qui permettra au PS de fonctionner indépendamment du programme du Booster. "Les arrêts de faisceau internes du PS, qui sont utilisés au cas où le faisceau doit être arrêté, sont également remplacés, tout comme d'autres dispositifs d'interception", explique Fernando Pedrosa.

Certains des bâtiments associés au PS font également l'objet d'une modification complète en prévision des nouveaux aimants, systèmes radiofréquence et convertisseurs de puissance qui seront nécessaires. Ces travaux de modification comprennent dans certains cas la consolidation et la rénovation d'éléments, et dans d'autres cas des remplacements, comme par exemple dans les bâtiments 269, 365 et 355. Le système d'accès au PS doit également être adapté afin que ces modifications y soient intégrées. En outre, l'éclairage et les prises de courant situés le long de l'anneau du PS et dans les bâtiments associés sont améliorés dans le but de les rendre conformes aux normes de sécurité les plus récentes.

"Les activités prévues pendant le LS2 suivent un calendrier serré", ajoute Fernando Pedrosa, en soulignant que certains travaux sont réalisés sur plusieurs systèmes interconnectés, et que cela crée des contraintes par rapport aux différentes activités pouvant être menées en même temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.). À mesure que le LS2 avance, nous vous donnerons davantage de nouvelles sur le PS, y compris s'agissant de l'installation d'une nouvelle instrumentation (Le mot instrumentation est employé dans plusieurs domaines :) dans les scanners à fils, qui contribuera à la mesure de la taille du faisceau, d'un système d'asservissement (L'asservissement est une partie de l'automatique. L'objet principal de l'asservissement est d'élaborer la commande d'un procédé afin de lui faire...) transverse servant à stabiliser le faisceau, et d'autres éléments.
Page générée en 1.883 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique