Technischer Defekt zwingt LHC zu zweimonatiger Betriebspause

Bei abschließenden Hochstromtests in einem Sektor des LHC kam es zu einem Heliumleck

Temperatur im Sektor 34 am 20.9.2008
Temperatur im Sektor 34 am 20.9.2008

Genf (Schweiz) - Wie das CERN am 20.9. mitteilte, kam es am gestrigen Freitag zu einem technischen Defekt im Sektor "34" des Large Hadron Collider, LHC. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Stromstärke in den supraleitenden Magneten hochgefahren, um für die Strahlenergie von 5 TeV eine ausrechend hohe Magnetfeldstärke zu erzeugen. Ein Teilchenstrahl war zu diesem Zeitpunkt nicht im Beschleuniger.

Die Supraleitenden Magnete des LHC müssen im Betrieb auf 1,9 Kelvin gekühlt werden. Wenn diese Temperatur überschritten wird, bricht die Supraleitungsfähigkeit der Magnete zusammen, die dann im Magneten gespeicherte Energie wird in Form von Wärme frei, was zu erheblichen Belastungen bis hin zur Zerstörung des Magneten führen kann. Diesen Vorgang nennt man "Quench". Allerdings sind Quenches im Betrieb eines Beschleuniger nicht unüblich und werden in der Regel von der Maschine verkraftet.

Im Sektor "34" des LHC, der zwischen den Punkten 3 und 4 liegt (der ganze LHC hat 8 dieser Punkte, entsprechend auch 8 Sektoren) war nach Angaben des CERN eine elektrische Verbindung zwischen zwei Magneten vermutlich nicht in Ordnung. Bei der hohen Stromstärke im Probebetrieb für 5 TeV schmolz diese Leitung und sorgte für einen mechanischen Defekt im Heliumkühlsystem. Daraufhin entwichen ca. 1 Tonne Helium und die Temperatur in den supraleitenden Magneten stieg über die Betriebstemperatur, sodass der beschriebene Quench eintrat. Der eigentlich schwerwiegende Defekt ist vermutlich aber das Heliumleck, dass Ursache des Quenches war.

Welche mechanischen Schäden in der Folge eingetreten sind, ist noch nicht bekannt. Das CERN gibt jedoch an, dass der betroffene Sektor aufgewärmt werden muss, damit Reparaturarbeiten durchgeführt werden können. Das aufwärmen und anschließende Abkühlen dauert mindestes zwei Monate, sodass frühestens Ende November wieder mit Protonenpaketen im LHC zu rechnen ist. CERN-Quellen sprechen davon, dass nun die eigentlich erst für den Winter vorgesehenen Arbeiten, um den LHC von 4,5 auf 7 TeV-Teilchenenergie zu bringen, vorgezogen werden könnten. Der Zeitverlust des Defekts wäre dann aus Sicht der physikalischen Experimente nicht ganz so groß.