ให้การระบายความร้อนเริ่มต้นที่ LHC

ให้การระบายความร้อนเริ่มต้นที่ LHC

นักฟิสิกส์อนุภาคส่วนใหญ่ไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับวิธีการขนถ่ายไนโตรเจนเหลวจำนวนหลายตันจากรถบรรทุกที่มาถึงในอัตราหนึ่งต่อชั่วโมงเป็นเวลาสองสัปดาห์ที่เป็นของแข็ง แต่นั่นคือ ตั้งตารอ เมื่อเขาเริ่มทำความเย็นอุปกรณ์ 37,000 ตันสำหรับซึ่งมีกำหนดจะเริ่มในเดือนพฤษภาคม 2551 ตามข้อมูลของ จะใช้เวลา 10,000 ตัน ไนโตรเจนเหลวซึ่งมีราคาประมาณ 1.3 ล้านเหรียญสหรัฐฯ 

เพื่อทำให้

อุปกรณ์เย็นลงจนเหลืออุณหภูมิประมาณ 80 เค จากนั้น ฮีเลียมเหลวจะเข้าควบคุมเพื่อทำให้บางส่วนของคันเร่งเย็นลงจนมีอุณหภูมิต่ำถึง 1.9 เค และอย่าคิดว่า จะเพียงแค่เทไนโตรเจนลงในท่อเข้าไปในอุโมงค์ซึ่งเป็นที่ตั้งของตัวเร่งปฏิกิริยา  ไนโตรเจนถูกห้ามจากตัวเร่งความเร็วเพราะเมื่อมันระเหย 

ก๊าซเย็นมีแนวโน้มที่จะสะสมในอุโมงค์ ทำให้ระดับออกซิเจนลดลง และด้วยเหตุนี้ อาจทำให้ใครก็ตามที่ทำงานที่นั่นหายใจไม่ออก ไนโตรเจนจะถูกป้อนเข้าไปในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแปดตัวซึ่งอยู่เหนืออุโมงค์ซึ่งจะทำให้ก๊าซฮีเลียมเย็นลง จากนั้นก๊าซเย็นนี้จะถูกหมุนเวียนในระบบปิดเพื่อทำให้คันเร่งเย็น

ลงจากอุณหภูมิห้องถึงประมาณ 80 Kเมื่อขั้นตอนการทำความเย็นเริ่มต้นนี้เสร็จสิ้น จะเปิด “โรงงานแช่แข็ง” แปดแห่งของ LHC ซึ่งตั้งอยู่ในอาคารเหนืออุโมงค์เร่งความเร็ว เส้นรอบวง 27 กม. ของ LHC ประกอบด้วยแปดส่วน แต่ละส่วนยาว 3.3 กม. แต่ละเซกเตอร์ให้บริการโดยโรงแช่แข็ง 

ซึ่งตั้งอยู่ในตู้เย็นฮีเลียมที่มีกำลังความเย็น 18 กิโลวัตต์ที่ 4.5 เค ฮีเลียมวิกฤตยิ่งยวดไครโอเจนิกส์สำหรับแต่ละเซกเตอร์เป็นวงปิดที่กักเก็บฮีเลียมในปริมาณคงที่ซึ่งถูกทำให้เย็นลงที่โรงไครโอและกระจายไปทั่วเซกเตอร์ ฮีเลียมที่อุ่นแล้วจะถูกดักจับและนำกลับมาทำให้เย็นลงอีกครั้ง 

ในขณะที่โดยหลักการแล้วฮีเลียมเหลวสามารถผลิตได้ที่โรงแช่แข็งและจากนั้นจึงกระจายไปตามความยาวของภาค ส่วนนี้อาจยุ่งยากเพราะมันระเหยง่าย แทนนั้น โรงแช่แข็งจะผลิตก๊าซฮีเลียมแรงดันสูงเหนือวิกฤตที่ 4.6 เคลวิน ซึ่งจะกระจายไปตามภาคส่วนไปยังลูปการทำความเย็นในพื้นที่จำนวนหนึ่ง 

ที่นั่น ฮีเลียม

วิกฤตยิ่งยวดจะถูกขยายไปสู่สภาพแวดล้อมที่มีความดันต่ำกว่า ซึ่งทำให้มันกลายเป็นของเหลวที่ 4.5 K หรือ 1.8 K ของเหลวนี้จะถูกนำไปใช้เพื่อทำให้แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดเย็นลง การทำงานของระบบโรงแช่แข็งแต่ละระบบสามารถทำให้ฮีเลียมเหลวได้ 4,000 ลิตรต่อชั่วโมง ซึ่งมากกว่าหนึ่งลิตรต่อวินาที 

ปริมาณฮีเลียมทั้งหมดที่คลัง LHC จะอยู่ที่ประมาณ 120 ตัน ซึ่ง อ้างว่าน้อยกว่า 1% ของการผลิตฮีเลียมต่อปีทั้งหมดทั่วโลก ถึงกระนั้น มันก็ไม่ถูก เพราะราคาก๊าซฮีเลียมได้เพิ่มขึ้นมาระยะหนึ่งแล้ว ในราคาปัจจุบัน สินค้าคงคลังทั้งหมดมีมูลค่ามากกว่า 4 ล้านดอลลาร์

การทำงานของระบบโรงแช่แข็งแต่ละระบบสามารถทำให้ฮีเลียมเหลวได้ 4,000 ลิตรต่อชั่วโมง ซึ่งมากกว่าหนึ่งลิตรต่อวินาที เซิร์นได้รับฮีเลียมประมาณครึ่งหนึ่งของสินค้าคงคลังแล้ว โดยอีกครึ่งหนึ่งมาถึงระหว่างนี้ถึงเดือนเมษายน 2551 เมื่อระบบไครโอเจนิกจะเปิดทำงาน แม้จะมีข่าวลือเมื่อเร็ว ๆ นี้

ว่าเป้าหมายการส่งมอบนี้จะไม่บรรลุผล ได้ลงนามในสัญญาฉบับใหม่กับซัพพลายเออร์สองราย ไ เพื่อจัดหาฮีเลียมที่เหลืออยู่ เซิร์นยังมีซัพพลายเออร์อีกสองรายที่สแตนด์บายในกรณีไม่สามารถตอบสนองความต้องการได้ ส่วนต่าง ๆ จะถูกทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิต่างกัน แผ่นกันความร้อนที่ล้อมรอบ

ส่วนที่เย็นที่สุด

ของเครื่องเร่งความเร็วจะถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิระหว่าง 50 K และ 75 K แผ่นกั้นลำแสงซึ่งป้องกันแม่เหล็กจากการแผ่รังสีที่ปล่อยออกมาจากลำโปรตอนจะอยู่ระหว่าง 5 K ถึง 20 K. บีมไลน์ส่วนใหญ่และแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดจะทำงานที่อุณหภูมิเย็น 1.9 K โดยใช้ฮีเลียมของไหลยิ่งยวด

ในขณะที่แม่เหล็กไดโพลตัวนำยิ่งยวดสามารถทำงานได้ กล่าวว่าเป็นไปได้ที่จะดึงความแรงของสนามแม่เหล็กเพิ่มขึ้น 3 T จากอุปกรณ์โดยการทำให้เย็นลงอีก 2.6 องศา เป็นผลให้แม่เหล็กไดโพลหลักสามารถส่งความแรงของสนามได้ 8.3 T เติมเงินปกติแม้ว่าฮีเลียมไครโอเจนิกสำหรับ 

จะเป็นระบบปิดผนึก แต่ คาดว่าจะสูญเสียฮีเลียมประมาณ 25% ของสินค้าคงคลังทุกปีเนื่องจากการรั่วไหล และจำเป็นต้องเติมฮีเลียมเป็นประจำเพื่อชดเชยการขาดดุล แม้ว่าสิ่งนี้อาจดูเหมือนมาก แต่ก็ดีกว่าตัวเร่งความเร็วรุ่นก่อนๆ เช่น ซึ่งบางตัวสูญเสียสินค้าคงคลังทั้งหมดในช่วงเวลาหนึ่งปี  

คิดว่ากุญแจสำคัญในการลดการสูญเสียคือการลดปริมาณฮีเลียมที่ไหลในวงปิดในเวลาใดก็ตาม สองในสามของฮีเลียมจะไม่ไหล แต่จะอยู่นิ่งในมวลแม่เหล็กเย็นแทน ต้องริเริ่มการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่สองอย่างเพื่อสร้างระบบไครโอเจนิกส์ อย่างแรกคือระบบบีบอัดแบบใหม่ที่สามารถสร้างความเย็นขนาดใหญ่

ที่อุณหภูมิ 1.9 K ซึ่งเรียกว่าคอมเพรสเซอร์แบบเย็น เซิร์นเริ่มทำงานกับเทคโนโลยีนี้เมื่อ 10 ปีที่แล้ว เนื่องจากในขณะนั้นมีคอมเพรสเซอร์ดังกล่าวจากบริษัทเพียงแห่งเดียว และการขาดการแข่งขันทำให้อุปกรณ์มีราคาแพงมาก ด้วยความพยายามของ CERN ทำให้ขณะนี้มีบริษัทสามแห่ง

ที่สร้างคอมเพรสเซอร์แบบเย็นและราคาลดลงในขณะที่ประสิทธิภาพดีขึ้นเทคโนโลยีที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งที่พัฒนาขึ้นสำหรับ LHC นั้นเกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนความร้อนที่ดึงความร้อนออกจากฮีเลียมความดันต่ำมากระหว่าง 1.9 K และ 4.5 ​​K เมื่อโครงการถูกปิดเสียงในครั้งแรก ไม่มีการแลกเปลี่ยน

ความร้อนเชิงพาณิชย์ ดังนั้นเทคโนโลยีที่ใช้ใน LHC ได้รับการพัฒนา ร่วมกับภาคอุตสาหกรรม ผลที่ได้คือขณะนี้มีสามบริษัทที่สามารถออกแบบและสร้างเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบระบายความร้อนย่อยได้ ตามข้อมูล เครื่องยนต์แห่งชีวิต อุณหพลศาสตร์ ยังไม่ใช่ทฤษฎีที่สมบูรณ์ของทุกสิ่ง ใช่ การเปลี่ยนแปลงของพลังงานเป็นกุญแจสำคัญในทุกสิ่งที่เกิดขึ้นในจักรวาล 

แนะนำ ufaslot888g