우주보다 차가운 가속기 냉각기[♥K] Production of LHC Dipoles

♥K

Production of LHC Dipoles

LHC에서 사용할 자석의 생산

1232 15m-long dipole magnets will be used to steer protons on their course around the LHC.

양성자를 가속시킬 때 양성자의 경로를 휘게 하는데 15미터 길이의 1232개의 자석이 사용된다.

The superconducting niobium-titanium/copper cables will be cooled by liquid helium to about -271 degrees - colder than outer space !

특수합금으로 된 초전도 전선은 액체 헬륨에 의해 냉각되는데 무려 -271도까지 냉각되며 이 온도는 외부 우주보다 차갑다.

이 카드에서는 두가지 재밌는 주제가 등장한다.

하나는 양성자의 경로를 휘게 하는 대형 전자석에 대한 이야기이고 하나는 이 전자석에 전류를 가하는 특수합금의 초전도 케이블에 대한 이야기이다.

우선 양성자의 경로를 휘게 하는 전자석에 대해 알아보자. 

LHC는 선형가속기가 아니다. 비록 수십킬로 미터의 둘레이지만 원이므로 가속되는 양성자나 중이온의 경로를 휘게해줄 필요가 있다. 이를 위해 적당한 위치와 주파수에 따라 양성자에 전기장을 걸어줄 전자석을 배치한다.  

광속에 가깝게 운동하는 양성자나 중이온의 경로를 휘게 하면서 동시에 더 가속시키는 기술은 최첨단이라 할 수 있겠다.

다음은 초전도 케이블 이야기이다.

아주 큰 에너지를 가지고 운동하는 양성자와 중이온의 경로를 바꾸고 또 가속시키려면 아주 큰 에너지를 전자석에 공급해야할 것이다. 이를 위해 [♥Q] 에서도 언급한 저항이 0에 가까운 (혹은 0인) 초전도 케이블이 사용되고 이 때 발생하는 열을 식혀주기 위해 액체 헬륨이 사용되었다.

컴퓨터나 자동차나 모든 기계에서 중요한 문제 중의 하나가 발열이다. 이 엄청난 에너지를 소모하는 기기를 위해 이러한 특수한 냉각시스템이 가동되고 이 액체헬륨에 의해 초전도 케이블은 -271도의 온도를 유지한다고 한다. 

참고로 물질의 운동에너지가 0이 되는 절대온도는 섭씨 -273도이다 !!

♥♥

이렇게 트럼프 카드 하트는 마무리되겠다. ALICE 검출기를 비롯해 LHCb와 RICH 등이 검출기 및 내부 구조에 대해 알아보았다. 조만간 또 ♣카드로 만나자.

2012년 10월 31일 수요일