Uno dei frigoriferi LHC, situato in una caverna sotterranea al punto 4 dell'anello. L'elio liquido viene stabilizzato e stoccato in un serbatoio ad una temperatura di circa 4,5 K. Credito:CERN
Dall'inizio di gennaio, l'elio liquido che scorre nelle vene del sistema di raffreddamento dell'LHC è stato progressivamente rimosso dall'acceleratore e, uno per uno, gli otto settori dell'LHC sono stati riportati a temperatura ambiente. "Occorrono circa quattro settimane per riportare un singolo settore dalla sua temperatura nominale di 1,9 K (-271°C) a temperatura ambiente, " spiega Krzysztof Brodzinski, un ingegnere che lavora al funzionamento del sistema criogenico dell'LHC. Sono necessarie almeno 135 tonnellate di elio per rifornire l'intero sistema criogenico di LHC. Una volta portato in superficie, parte di questo prezioso agente refrigerante viene stoccato al CERN e il resto (circa 80 tonnellate) viene affidato ai fornitori per la durata di LS2.
I 70 compressori di elio sono i primi anelli della catena criogenica di LHC. Comprimono l'elio, che viene poi raffreddato per espansione nelle turbine dei cold box. Durante LS2, tutti i compressori verranno spediti per un servizio completo, principalmente a due centri specializzati, in Germania e Svezia. "Ciascuno dei 70 compressori deve essere smontato e poi rimontato, al fine di verificare lo stato di tutte le parti ed effettuare eventuali sostituzioni, " spiega Gérard Ferlin, capo della sezione Operazioni del gruppo Criogenia. "I 70 motori elettrici che alimentano i compressori verranno inviati in Italia per la manutenzione".
Per quanto riguarda i compressori freddi utilizzati per abbassare la temperatura dell'elio da 4,5 K a 1,9 K, stanno andando in Giappone. Sei di loro (dei 28 nell'acceleratore) hanno mostrato segni di debolezza dopo gli ultimi quattro anni di funzionamento di LHC e devono essere elaborati da specialisti.
Certo, anche qui al CERN, il gruppo Cryogenics ha molto sul piatto:sono previsti oltre 4000 interventi di manutenzione preventiva e correttiva da qui a metà 2020, quando ripartirà il raffreddamento dei primi settori dell'LHC! "Molte operazioni di manutenzione sono state pianificate da tempo, in particolare sugli otto cold box dell'LHC (uno per settore). I sensori, termometri, valvole, turbine, filtri, ecc. saranno controllati e convalidati o sostituiti, " spiega Gérard Ferlin. "Utilizzeremo anche l'opportunità di LS2 per fare alcuni aggiornamenti anticipati di una delle scatole fredde al fine di aumentare la sua potenza pronta per l'HL-LHC".
In tutto LS2, il team di strumentazione del gruppo Cryogenics supporterà anche il team di progetto DISMAC (Diode Insulation and Superconducting Magnets Consolidation – un articolo su questo argomento sarà presto disponibile), in particolare per la validazione della strumentazione del sistema criogenico. Ciò è particolarmente importante dato che alcuni magneti vengono sostituiti e una nuova strumentazione diagnostica viene installata su una selezione predeterminata di schermi a fascio.
Programma per il riscaldamento di tutti i settori LHC per LS2. Credito:CERN