En un acelerador circular de partículas en el vacío, y el LHC tiene la particularidad de tener no uno, sino tres sistemas de vacío:
- Aislamiento de vacío para cryomagnets
- Aislamiento al vacío de la línea de distribución de helio
- Brazo de vacío
ULTRA ALTA DE VACÍO:
t que la presión de vacío del haz es de aproximadamente 10 -7 Pa en el tubo del haz a temperatura criogénica ( ~ 5 K ) , porque queremos evitar las colisiones con las moléculas de gas, y menor que 10 -9 Pa Puntos de Interacción cerca, porque en esta parte es donde tienen lugar las colisiones.
La presión en los tubos de haz en el LHC será de alrededor de cien veces menor que en la Luna. Es el más vacío el espacio en el Sistema Solar.
El volumen que se bombea en las tuberías de haz del LHC (longitud 27 km,,
r ~ 3 cm) es:
2 x (27.10 3 × π × 0.03 2 ) ~ 150 m 3
Al igual que el bombeo por completo una de 60 m 2 apartamento.
Pero el mayor volumen a bombear en el LHC es el vacío de aislamiento para los cryomagnets (~ 9.000 m 3 - como !
bombeo de la nave central de una catedral)
El sistema de vacío del haz comprende paredes interiores del "agujero fríos 'de los imanes que proporcionan una criobomba casi perfecto.
En vista de reducir el consumo de energía criogénica, tanto la carga de calor de radiación sincrotrón emitida por los haces de protones y la disipación de potencia resistiva por las corrientes de haz de la imagen tiene que ser absorbido en una " pantalla viga ', que opera entre 5 y 20 K y se inserta dentro de la cavidad fría. La presión de funcionamiento de diseño debe proporcionar un tiempo de vida del haz de varios días y este requisito proviene
de la deposición de energía en las bobinas magnéticas superconductoras debido a los protones dispersas en el gas residual que podría conducir
a un enfriamiento rápido imán e interrumpir el funcionamiento de la máquina
Las aberturas en las pantallas de permitir que las moléculas residuales de gas que se bombea y se congelaron a las paredes del tubo del haz de ultra-frío.
Cryopumping de gas en las superficies frías proporciona las densidades bajas de gas necesarias pero se debe asegurar que la presión de vapor de moléculas cryosorbed, de los cuales H 2 y él son las especies más críticos, se mantiene dentro de límites aceptables.
El sistema de vacío para el LHC será a temperaturas criogénicas
(entre 1,9 y K 20) y se exponen a la radiación sincrotrón emitida por los protones. Una limitación estrictas sobre el vacío está dada por la deposición de energía en las bobinas superconductoras de los imanes debido a la dispersión nuclear de los protones en las moléculas de gas residual, ya que puede provocar un enfriamiento rápido.
Este efecto se impone un límite superior a una región local de mayor densidad del gas (por ejemplo una fuga), mientras que las consideraciones de la vida útil del haz (100 h) determinará los requisitos más estrictos sobre la densidad media del gas.
El haz de protones crea iones del gas residual, que puede alcanzar la cámara de vacío con la energía suficiente para dar lugar a una presión de 'run-away' cuando el ion neta inducida por el rendimiento de desorción excede un límite estable. Sincrotrón inducida por la radiación de gas de desorción, bien conocido por los anillos de electrones, también afecta a la dinámica de vacío en el frío del LHC por la acumulación gradual de la facilidad de re-desorbable,
gas condensado y por el aumento brusco H 2 presión de vapor como la cobertura supera una monocapa.
Estos efectos de la presión dinámica se limitará a un nivel aceptable mediante la instalación de una pantalla de 'pantalla de haz ", como se indicó antes,
que protege a las moléculas de gas criobombeado a 1,9 K de la radiación
de sincrotrón y que también absorbe la potencia de radiación de sincrotrón
en un tanto más alto y, , la temperatura termodinámicamente más eficiente.
