El informe del LHC confirma el fallo eléctrico

La causa del calentamiento del imán gigante en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) hace un mes que liberó grandes cantidades de helio refrigerante en el túnel, se debió a un fallo de la conexión eléctrica, según ha confirmado un informe oficial.

El informe, que se completó en un laboratorio del CERN cerca de Ginebra el miércoles y se publicó ayer por la tarde, revela que el fallo dio como resultado la pérdida de seis toneladas de helio líquido, la rotura de los anclajes en el suelo de cemento y dañó las conexiones “jumper” en la línea de distribución criogénica. También afirma que tendrán que repararse hasta 29 imanes.

El fallo en rojo.

Pero el informe añade que hay suficientes componentes de repuesto para permitir en reinicio del LHC en 2009 a toda su potencia de 7 TeV después del periodo de mantenimiento estándar invernal del acelerador.

Robert Aymar, director general del CERN, dijo en un comunicado: “El incidente no estaba previsto, pero ahora confío en que podamos hacer las reparaciones necesarias para asegurar que incidentes similares no sucedan en un futuro y sigamos avanzando hacia el logro de nuestros objetivos de investigación”.

Zona resistiva

El informe describe el detalle la secuencia de eventos que llevaron al fallo del 19 de septiembre. Comenzó poco después de las 11 a.m. CET (10 a.m. BST) cuando el equipo de operaciones estaba procediendo a la puesta en servicio de la última octava parte del LHC, sector 3–4, a una energía de 5,5 TeV. Para hacer esto, el equipo tenía que aumentar la corriente en los circuitos de los imanes “dipolares”, los cuales dirigen los rayos de protones de la máquina. Desgraciadamente – y por razones aún desconocidas — el aumento de corriente se encontró con una resistencia en un enlace eléctrico entre un imán de dipolo y un imán “cuadripolo” vecino, o focalizado.

Esta resistencia colocó una carga no deseada en el suministro de energía. en respuesta, el suministro de energía se desconectó y disparó una batería de resistencias en el circuito para frenar la alta corriente. También disparó fallos en muchos imanes cercanos — un sistema de seguridad automático que distribuye el exceso de energía a lo largo de una área amplia.

Mientras tanto, un arco eléctrico saltó desde el lugar de fallo y provocó un agujero en la envoltura refrigerante de los imanes, permitiendo que el helio líquido escapara al exterior, aislando térmicamente el vacío del criostato. Las válvulas de auxilio del criostato se abrieron para permitir la salida del helio al túnel — inicialmente unas dos toneladas, aunque con el tiempo se vertieron otras cuatro toneladas más. No obstante, la presión del helio era tan grande que varios criostatos se desplazaron y rompieron sus anclajes del suelo de cemento. Fue este movimiento el responsable de las conexiones jumper criogénicas, que hay cada 107 metros a lo largo del sector.

Energía segura en el futuro

De acuerdo con el informe, los ingenieros tendrán que retirar como mucho cinco imanes cuadripolos y 24 dipolos para su reparación. Pero añade que los ingenieros pueden verse forzados a izar más imanes del túnel de 100 metros de profundidad a la superficie para su limpieza debido a que el polvo “de hollín” que se desprendió de las tuberías.

El CERN planea ahora mejorar los dispositivos de liberación de presión y anclajes del criostato, y añadir más medidas al sistema de aviso temprano antes de que los técnicos intenten alimentar corrientes más altas.

“Los parámetros técnicos del LHC están más allá de los precedentes, y la energía almacenada en los imanes superconductores son enormes”, concluye el informe. “Por consiguiente, las operaciones de esta máquina siempre comprenderán cierto riesgo técnico. No obstante estamos convencido de que las acciones de reparación en proceso y la mejora en los sistemas de protección que se van a implementar, asegurarán una energía más segura en el futuro”.

Paul Collier, jefe del equipo de operaciones del acelerador, dijo a physicsworld.com que en el CERN aún están en proceso de calentar todo el sector, aunque han comenzado a inspeccionar las interconexiones entre imanes para recopilar más información. “Estamos tomándonos este proceso con calma y cuidado para asegurarnos de que no pasamos nada por alto que pudiese ayudar en el análisis final”, comenta.

“Aún no hemos desconectado por completo todos los imanes”, continúa. “Esto sucederá en una semana aproximadamente. Una vez desconectados, los primeros imanes — inicialmente los de las secciones cortas — se eliminarán de la máquina para un mayor estudio y comenzará el proceso de reparación”.

Aparte del daño colateral causado, el problema del 19 de septiembre fue un duro golpe para los científicos del CERN que recientemente habían celebrado una “encendido” totalmente exitoso y que estaban a pocos días de ser capaces de colisionar rayos de protones a 5 TeV. Mientas se continúa con posteriores análisis sobre el incidente a lo largo del invierno, el equipo de operaciones tendrá que encontrar formas de reavivar su moral.

Puedes leer una copia del informe completo del CERN aquí.

---

Autor: Jon Cartwright
Fecha Original: 17 de octubre de 2008
Enlace Original

Vía: Ciencia Kanija