Il settore 4-5 di #LHC è il primo settore dell'acceleratore a raggiungere la temperatura di operazione di 1.9 K (−271.3 °C) grazie al raffreddamento con elio superfluido. 👇👇👇 
2/ Il Large Hadron Collider (#LHC) è il più grande apparato criogenico al mondo e uno dei luoghi più freddi della Terra. Tutti i magneti di LHC sono in realtà elettromagneti - magneti in cui il campo magnetico è prodotto dal flusso di una corrente elettrica.
3/ I magneti principali di #LHC funzionano a una temperatura di 1,9 K (-271,3 ° C), più fredda dei 2,7 K (-270,5 ° C) dello spazio esterno. Il sistema criogenico di LHC richiede 40000 guarnizioni per tubi a tenuta stagna.
4/ I magneti assorbono 40 megaWatt di elettricità, 10 volte di più di quella necessaria per alimentare una locomotiva di un treno ad alta velocità e 120 tonnellate di elio per mantenere i magneti alla temperatura 1,9 K.
5/ I magneti producono un campo di 8,33 Tesla per mantenere i fasci di particelle cariche (protoni o ioni) in orbita dentro l'anello di 27 km di LHC. È necessaria una corrente di 11 850 Ampere nelle bobine dei dipoli per raggiungere campi magnetici di questa intensità.
6/ L'uso di materiali superconduttori - che conducono l'elettricità quasi senza resistenza - si è dimostrato il modo migliore per evitare il surriscaldamento delle bobine e per mantenerle le loro dimensioni al minimo. Se fosse stato "caldo" LHC sarebbe stato ancora più grande!
7/ I conduttori dei magneti sono di Niobio-Titanio (NbTi) e devono raggiungere basse temperature per passare allo stato superconduttore. La superconduttività si ottiene mantenendo le bobine alla temperatura di -271,3 °C con un circuito chiuso di elio liquido.
8/ La struttura del sistema di raffreddamento di #LHC si basa su cinque "isole criogeniche" che distribuiscono il fluido di raffreddamento e convogliano kW di potenza raffreddante lungo diversi chilometri per raggiungere tutti i settori della macchina acceleratrice.
9/ Il processo di raffreddamento richiede settimane e consiste in tre fasi. Prima l'elio viene raffreddato a 80 K e poi a 4,5 K e iniettato nelle masse fredde dei magneti. Infine viene raffreddato a una temperatura di 1,9 K nella terza e ultima fase.
10/ Durante la prima fase, circa 10 000 tonnellate di azoto liquido vengono utilizzate negli scambiatori di calore delle apparecchiature di refrigerazione per portare la temperatura dell'elio a 80 K.
11/ L'elio viene raffreddato a 4,5 K (-268,7 ° C) utilizzando delle turbine. Una volta riempiti i magneti, le unità frigorifere da 1,8 K abbassano ulteriormente la temperatura a 1,9 K (-271,3 °C). In totale vengono raffreddate circa 36000 tonnellate di massa nei magneti.
12/ L'elio superfluido ha proprietà notevoli, per esempio una conducibilità termica 3000 volte maggiore del rame necessaria a dissipare istantaneamente ogni dispersione di calore che potrebbe derivare dalla circolazione di fasci di particelle altamente energetici.
13/ Nei prossimi mesi altri settori di #LHC verranno portati alla temperatura di operazione. Inoltre i magneti verranno "addestrati" per operare alla massima energia di progetto, ossia 14 TeV (Tera ElettronVolt). Nel settembre 2021 faremo il primo test con protoni circolanti.
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