Παρακάτω θα βρείτε μια πρόχειρη μετάφραση που έκανα του χτεσινού δελτίου τύπου του CERN σχετικά με το συμβάν που οδήγησε στη διακοπή της λειτουργίας του LHC πριν από περίπου ένα μήνα. Εξηγεί το τι συνέβει και τι μέλλει γενέσθαι… Απέφυγα να μεταφράσω το τεχνικό παράρτημα στο τέλος της.
Οι έρευνες έχουν δείξει ότι μια προβληματική ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ δύο μαγνητών (κόκκινο) ήταν η αιτία του γεγονότος του τομέα 3-4 στις 19 Σεπτεμβρίου.
Γενεύη, 16 Οκτωβρίου 2008.
Έρευνες στο CERN μετά από μια μεγάλη διαρροή ηλίου στον τομέα 3-4 της σήραγγας του Μεγάλου Συγκρουστήρα Αδρονίων (Large Hadron Collider - LHC) επιβεβαίωσαν ότι η αιτία του συμβάντος ήταν μια προβληματική ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ δύο εκ των μαγνητών του επιταχυντή. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα μηχανικές βλάβες και τη διαρροή ηλίου από τους μαγνήτες προς τη σήραγγα.
Επαρκείς διαδικασίες ασφαλείας ήταν σε εφαρμογή, τα συστήματα ασφαλείας λειτούργησαν κατά το αναμενόμενο και κανένας δεν τέθηκε σε κίνδυνο. Υπάρχουν επαρκή ανταλλακτικά για να εξασφαλιστεί η επαναλειτουργία του LHC για το 2009 και τίθενται μέτρα σε εφαρμογή για να αποφευχθούν παρόμοια περιστατικά.
“Το γεγονός αυτό δεν είχε προβλεφθεί” δήλωσε ο γενικός διευθυντής του CERN, Robert Aymar, “αλλά τώρα είμαι βέβαιος ότι μπορούμε να κάνουμε τις απαραίτητες επισκευές, να εξασφαλίσουμε ότι κάτι παρόμοιο δε θα συμβεί στο μέλλος και να προχωρήσουμε προς την επίτευξη των ερευνητικών μας στόχων.”
Ακολουθεί η περίληψη της αναφοράς…
Περίληψη της ανάλυσης του γεγονότος της 19ης Σεπτεμβρίου 2008
Στις 19 Σεπτεμβρίου 2008, κατά τη διάρκεια δοκιμών τροφοδοσίας του κύριου κυκλώματος διπόλων στον τομέα 3-4 του LHC, εμφανίστηκε μια βλάβη στην ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ ενός διπόλου και ενός τετραπόλου, με αποτέλεσμα μηχανικές βλάβες και απελευθέρωση ηλίου από το μαγνήτη στη σήραγγα. Επαρκείς διαδικασίες ασφαλείας ήταν σε εφαρμογή, τα συστήματα ασφαλείας λειτούργησαν κατά το αναμενόμενο και κανένας δεν τέθηκε σε κίνδυνο.
Μετά από μια περίοδο κατά την οποία η θερμοκρασία των μαγνητών αφέθηκε να ανέβει σε θερμοκρασία δωματίου, άρχισαν έρευνες και ένας αριθμός ξεκάθαρων ευρημάτων έχει στοιχειοθετηθεί. Οι έρευνες συνεχίζονται και τα πλήρη ευρήματα θα ανακοινωθούν σε μελλοντική ημερομηνία.
Α- Στην παρακάτω περίληψη, δίνεται μια σύντομη περιγραφή της αλυσίδας γεγονότων που συνέβησαν το μεσημέρι της 19ης Σεπτεμβρίου. Μια πιο λεπτομερής αναφορά είναι διαθέσιμη από εδώ.
- Κατά τη διάρκεια της αύξησης της έντασης του ρεύματος στο κύριο κύκλωμα διπόλων με ρυθμό 10 Α/δευτ., αναπτύχθηκε μια ζώνη αντίστασης που οδήγησε σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο σε μια τάση αντίστασης 1V στα 9kA. Το κύκλωμα τροφοδοσίας, αδυνατώντας να διατηρήσει το ρυθμό αύξησης, διέκοψε και άνοιξε ο διακόπτης απελευθέρωσης ενέργειας, τοποθετώντας αντιστάτες απόρριψης στο κύκλωμα για να προκληθεί ταχεία ελάττωση ρεύματος. Σε αυτή την αλυσίδα γεγονότων, το κύκλωμα ανίχνευσης quench, o εναλλάκτης ισχύος και τα κυκλώματα αποφόρτισης συμπεριφέρθηκαν κατά το αναμενόμενο. Πριν από αυτή την ταχεία αποφόρτιση, είναι βέβαιο ότι ένα quench του μαγνήτη δεν ξεκίνησε το όλο συμβάν. Κατά τη διάρκεια της αποφόρτισης, πολλά quench μαγνητών προκλήθηκαν αυτομάτως στον τομέα και το ήλιο από αυτούς ανακτήθηκε μέσω των αυτοενεργοποιούμενων βαλβίδων αποφόρτισης.
- Μέσα σε ένα δευτερόλεπτο, αναπτύχθηκε ηλεκτρικό τόξο τρυπώντας το δοχείο ηλίου και οδήγησε στην απελευθέρωση του ηλίου στο μονωτικό κενό του κρυοστάτη. Μετά από 3 και 4 δευτερόλεπτα, το κενό αέρος της δέσμης ελαττώθηκε στους σωλήνες 2 και 1 της δέσμης αντίστοιχα. Τότε, το μονωτικό κενό άρχισε να ελαττώνεται και στους 2 γειτονικούς υποτομείς.
- Οι δίσκοι αποφόρτισης της περίφραξης κενού άνοιξαν μόλις η πίεση υπερέβη την ατμοσφαιρική, απελευθερώνοντας ήλιο στη σήραγγα αλλά δεν κατάφεραν να διατηρήσουν την αύξηση της πίεσης κάτω από την τιμή των 0.15mPa στον κεντρικό υποτομέα, με αποτέλεσμα να έχουμε μεγάλες δυνάμεις πίεσης στα χωρίσματα κενού που διαχωρίζουν τον κεντρικό υποτομέα από τους γειτονικούς του.
Β - Μετά την αποκατάσταση του ρεύματος και λοιπών υπηρεσιών στη σήραγγα και την εξασφάλιση της μηχανικής σταθερότητας των μαγνητών, οι ομάδες διερεύνησης άνοιξαν τα περιβλήματα των κρυοστατών στις διασυνδέσεις μεταξύ των μαγνητών, ξεκινώντας από τον κεντρικό υποτομέα. Με αυτό τον τρόπο επιβεβαιώθηκε η τοποθεσία του ηλεκτρικού τόξου, φάνηκε η απουσία ηλεκτρικών και μηχανικών βλαβών σε γειτονικές διασυνδέσεις, αλλά φανέρωσε μόλυνση από σκόνη σαν καπνό η οποία και εξαπλώθηκε σε κάποια απόσταση στο εσωτερικό των σωλήνων της δέσμης. Επιπλέον, επέδειξε βλάβες στα πολλαπλά μονωτικά στρώματα των κρυοστατών. Οι δυνάμεις που αναπτύχθηκαν πάνω στα χωρίσματα κενού που βρίσκονται στα τετράπολα στο τέλος του υποτομέα ήταν τέτοιες που οι βάσεις των κρυοστατών έσπασαν τις συνδέσεις τους πάνω στο τσιμεντένιο πάτωμα και μετακινήθηκαν από τις αρχικές τους θέσεις με τις ηλεκτρικές και υδραυλικές συνδέσεις στο εσωτερικό των μαγνητών να τραβιούνται από της εσωτερικές τους βάσεις μέσα στους μετατοπισμένους κρυοστάτες. Η μετατόπιση των κρυοστατών των τετραπόλων προκάλεσε φθορές σε συνδέσεις διανομής του κρυογενικού δικτύου αλλά χωρίς να προκαλέσει ρήξη στο μονωτικό του κενό.
Γ - Ενώ εκκρεμούν περαιτέρω έρευνες στο εσωτερικό των κρυοστατών των διπόλων, έχει εξακριβωθεί ότι ο αριθμός των μαγνητών που χρειάζονται επισκευή είναι το πολύ 5 τετράπολα και 24 δίπλα από τους τρεις υποτομείς που είναι αναμεμειγμένοι. Είναι πιθανό όμως ότι περισσότεροι μαγνήτες θα πρέπει να αφαιρεθούν από τη σήραγγα για καθαρισμό και αντικατάσταση του μονωτικού υλικού. Εφεδρικοί μαγνήτες και εξαρτήματα υπάρχουν σε επαρκείς τύπους και ποσότητες για να επιτραπεί η αντικατάσταση των κατεστραμμένων κατά τη διάρκεια της επερχόμενης διακοπής λειτουργίας. Η έκταση της “μόλυνσης” στους σωλήνες κενού της δέσμης δεν έχει εξακριβωθεί ακόμα πλήρως, αλλά φαίνεται πως είναι περιορισμένη. Εξετάζεται η περίπτωση επί τόπου καθαρισμού για να διατηρηθεί ο αριθμός των μαγνητών που πρέπει να αφαιρεθεί στο ελάχιστο. Το σχέδιο αφαίρεσης/επανεγκατάστασης, μεταφοράς και επισκευής των μαγνητών στον τομέα 3-4 καθορίζεται και ενοποιείται με τις εργασίες συντήρησης που θα γίνουν κατά τη διάρκεια της χειμερινής διακοπής που θα έχουμε στο σύνολο των εγκαστάσεων του CERN. Το απαραίτητο ανθρώπινο δυναμικό έχει εξασφαλιστεί.
Δ - Μόλις ολοκληρωθούν όλες οι δυνατές επιθεωρήσεις, ανάλυση των γεγονότων θα οδηγήσει σε προτάσεις για μελλοντικές δράσεις προς αποφυγή επανάληψης παρόμοιων γεγονότων και ελαχιστοποίησης των επιπτώσεων σε περίπτωση που συμβεί. Αν και η αιτία της αύξησης της αντίστασης του συνδέσμου που προκάλεσε το αρχικό γεγονός δεν έχει εντοπιστεί ακόμα και γνωρίζοντας ότι δεν έχει συμβεί κάτι παρόμοιο στις δοκιμές όλων των υπόλοιπων τομέων και τις χιλιάδες των συνδέσεών τους, έχει αποφασιστεί ότι θα προστεθούν επιπλέον μετρήτες για την παροχή πρώιμων προειδοποιήσεων και δικλείδων ασφαλείας, θα γίνουν βελτιώσεις στα συστήματα αποφόρτισης πίεσης και θα σταθεροποιηθούν εξωτερικά οι κρυοστάτες των τετραπόλων με τα διαχωριστικά κενού προτού έχουμε εκ νέου τροφοδότηση του LHC σε μεγάλα ρεύματα.
