High-Luminosity LHC:Elektricitetstransmission når endnu højere intensiteter

Intensiteten stiger ved CERN. I testlokalen til superledende udstyr, en innovativ transmissionslinje har sat ny rekord for transport af elektricitet. Forbindelsen, som er 60 meter lang, har transporteret i alt 54, 000 ampere (54 kA, eller 27 kA i begge retninger). "Det er den mest kraftfulde elektriske transmissionslinje, der er bygget og drives til dato, "siger Amalia Ballarino, designeren og projektlederen.

Linjen er udviklet til High-Luminosity LHC (HL-LHC), acceleratoren, der efterfølger Large Hadron Collider (LHC) og planlægges at starte i slutningen af ​​2027. Links som denne vil forbinde HL-LHC's magneter til de effektomformere, der leverer dem.

Hemmeligheden bag den nye linies magt kan opsummeres i et ord:superledning.

Linjen består af kabler fremstillet af magnesiumdiborid (MgB2), som er en superleder og derfor ikke fremviser modstand mod strømmen af ​​strømmen og kan overføre meget højere intensiteter end traditionelle ikke-superledende kabler. I denne anledning, linjen transmitterede en intensitet 25 gange større end kunne have været opnået med kobberkabler med en lignende diameter. Magnesiumdiborid har den ekstra fordel, at det kan bruges ved 25 kelvin (-248 ° C), en højere temperatur end der kræves for konventionelle superledere. Denne superleder er mere stabil og kræver mindre kryogen effekt. De superledende kabler, der udgør den innovative linje, indsættes i en fleksibel kryostat, hvor heliumgas cirkulerer.

Strengerne af magnesiumdiborid, som kablerne er fremstillet af, blev udviklet af industrien, under CERNs tilsyn. Kabelfremstillingsprocessen blev designet på CERN, før industriproduktionen begyndte. Da strengene af magnesiumdiborid er skrøbelige, fremstilling af kablerne kræver betydelig ekspertise. Strømmen overføres fra strømforsyningen ved stuetemperatur til det fleksible led ved hjælp af ReBCO høj temperatur superledende (HTS) kabler.

Sidste år, en indledende prototype transmitterede en 40 kA intensitet over en afstand på 60 meter. Det link, der i øjeblikket testes, er forløberen for den endelige version, der installeres i speederen. Den består af 19 kabler, der forsyner de forskellige magnetkredsløb og kan transmittere intensiteter på op til 120 kA. "Vi startede strømtestene ved kun at tilslutte fire kabler, to ved 20 kA og to ved 7 kA, "forklarer Amalia Ballarino. Nye rekorder forventes derfor at blive sat i de kommende måneder.

Denne nye type elektrisk transmissionslinje har applikationer langt ud over området for grundforskning. Links som disse, som kan overføre store mængder strøm inden for en lille diameter, kunne bruges til at levere elektricitet i storbyer, for eksempel, eller at forbinde vedvarende energikilder til befolkede områder.