Д. С. БАЗЫЛЬ, С. В. МАЦИЕВСКИЙ
Научный руководитель – Y. Tamashevich*
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
*DESY, Гамбург
СИСТЕМЫ ЛОКАЛИЗАЦИИ КВЕНЧА В СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ РЕЗОНАТОРАХ ТИПА TESLA В УСКОРИТЕЛЬНОМ ЦЕНТРЕ DESY
Для сверхпроводящих ускорителей и коллайдеров лёгких заряженных частиц (включая проекты XFEL и ILC) часто используются девятиячеечные резонаторы типа TESLA. Для контроля качества, после изготовления эти резонаторы проходят процедуру измерений электродинамических характеристик в криогенной камере. При этом в некоторых экземплярах наблюдается квенч – явление выхода резонатора из сверхпроводящего состояния. Обычно это происходит из-за локальных неоднородностей поверхности резонатора. Для выявления положения этих неоднородностей и их дальнейшего устранения используются системы локализации квенча. В данной статье описаны системы локализации квенча T-Mapping и Second sound.
Принцип работы системы локализации квенча T-Mapping основан на непосредственном измерении температуры поверхности резонатора в момент квенча. Для этого каждая ячейка резонатора оборудована термочувствительными элементами, расположенными на вращающемся вокруг резонатора основании. Схема расположения термочувствительных элементов представлена на рисунке Рис. 1. При вращении системы вокруг резонатора можно снять полную температурную карту поверхности резонатора. При этом наиболее нагретое место является предполагаемым местом квенча. Результат работы системы представлен на рисунке Рис. 2.
|
|
Рис. 1 Схемы работы систем локализации квенча T-Mapping (слева) и Second Sound (справа)
Система локализации квенча Second Sound использует для своей работы явление второго звука в жидком гелии при температуре 1,8К. При этой температуре сверхтекучая (гелий-II) и обычная (гелий-I) фазы гелия обеспечивают распространение температурных волн, источником которых является место квенча. Эти волны детектируют датчиками OST (oscillating superleak transducer), расположенными равномерно рядом с ячейками резонатора. Схема работы системы представлена на рисунке Рис. 1. После решения геометрической задачи распространения сигнала от места квенча до датчиков, система предоставляет данные о местоположении квенча. Результат работы системы представлен на рисунке Рис. 2.
|
|
Рис. 2 Выходные данные систем детектирования квенча T-Mapping (слева) и Second Sound (справа)
Список литературы
1. European XFEL Design Report
http://xfel. desy. de/technical_information/tdr/tdr/
2. ILC Design Report
http://www. linearcollider. org/ILC/Publications/Technical-Design-Report
3. Superconducting accelerating cavities by Didenko A. N., Lalayan M. V., Sobenin N. P.
4. The theory of superfluidity by Khalatnikov I. M.
5. Hydrodynamics of a superfluid liquid by Patterman S.
6. The two-fluid theory and second sound in liquid helium by Russell J. Donnelly, Physics Today
