A1 Perte du faisceau et extinction des aimants supraconducteurs

Topique

Lorsque les particules du faisceau dévient de leur trajectoire nominale (en raison d'une déviation transversale excessive, d'une erreur de synchronisation ou de la perte progressive et naturelle de particules en cours de fonctionnement), elles finissent par entrer en collision avec les parois du tube à vide ou avec des collimateurs dédiés, déposant localement leur énergie sous forme de chaleur et d'une gerbe de particules secondaires. Dans une machine à aimant conventionnel, il s'agit principalement d'un problème d'activation radioactive du matériau ; dans une machine à aimant supraconducteur, cependant, cette même perte de faisceau présente un risque plus grave : si la chaleur déposée élève la température d'une portion du fil supraconducteur au-delà de la température critique que Fundamentals a déjà identifiée comme la limite dont dépend toute la technologie, cette portion cesse brutalement d'être supraconductrice et commence à dissiper le courant qu'elle transporte sous forme de chaleur ordinaire, un phénomène appelé extinction. Étant donné que le courant traversant un aimant supraconducteur dans un accélérateur de haute énergie est énorme, l'énergie stockée dans son champ magnétique l'est également. Cette énergie est soudainement libérée sous forme de chaleur dans la zone qui a cessé d'être supraconductrice, ce qui peut endommager l'aimant si elle n'est pas dissipée de manière contrôlée. C’est pourquoi tous les aimants supraconducteurs sont équipés de systèmes de protection contre la perte de supraconductivité : des capteurs détectent le début de cette perte en une fraction de seconde, et des circuits de décharge extraient rapidement le courant accumulé et le dissipent de manière distribuée par des résistances externes avant qu’il ne se concentre en un point chaud. La détection d’une perte de faisceau supérieure à certains seuils, mesurée par les moniteurs décrits dans la section diagnostic, déclenche automatiquement l’extraction d’urgence de l’ensemble du faisceau, bouclant ainsi la boucle : la perte qui active l’alarme est contenue avant qu’elle ne cause les dommages que l’alarme elle-même est conçue pour prévenir. C’est pourquoi ce module, qui s’ouvre en cas de dépôt de chaleur par des particules parasites, se ferme grâce à un système de protection qui interrompt cette même chaîne avant que la chaleur ne détruise l’aimant qui l’a rendue possible.

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