Мембранный газовый насос N 1200
Мембранные газовые насосы KNF создают давление, а также транспортируют, сжимают и откачивают газы, не заг...
Читать дальше
OбследованиеСверхчистые газовые смеси для экспериментов ЦЕРН в большом адронном коллайдере
Почему крупнейший в мире центр ядерных исследований доверяет мембранным насосам KNF
Загадки вселенной увлекали человечество на протяжении тысячелетий. Сегодня, во многом благодаря созданному Европейским центром ядерных исследований (ЦЕРН) детектору частиц, нам удалось сделать ряд удивительных открытий о том, из чего состоит наша вселенная. Для обеспечения циркуляции специальных газовых смесей в таких детекторах частиц должны применяться насосы, обладающие особой надежностью и исключающие попадание любых примесей. Поэтому уже несколько десятилетий ЦЕРН полагается на мембранные насосы KNF, способные удовлетворить даже самые строгие требования.
ЦЕРН – изучая природу вселенной
Из чего состоит вселенная? Поиском ответа на это вопрос занимается Европейский центр ядерных исследований (ЦЕРН). Крупнейшая в мире исследовательская организация изучает фундаментальную структуру частиц, из которых состоит весь окружающий нас мир.
Для проведения экспериментов, в результате которых уже был сделан ряд революционных открытий, в частности, обнаружен бозон Хиггса и синтезирована антиматерия в виде антиводорода, используются несколько круговых и линейных ускорителей частиц, установленных глубоко под землей в Швейцарии и Франции
Большой адронный коллайдер – углубляясь в природу материи
Для предотвращения негативного воздействия на окружающую среду, например, радиационного излучения, крупнейший в мире ускоритель частиц - большой адронный коллайдер (БАК), принадлежащий ЦЕРН, был установлен на глубине 100 метров под землей. Для этого был создан уникальный тоннель шириной 3,8 метра и длиной почти 27 километров. Внутри коллайдера частицы разгоняются до скорости близкой к скорости света и сталкиваются друг с другом. Явления, возникающие в результате таких столкновений, регистрируются различными детекторами.
Пролетая мимо молекул инертных газов, заряженные высокоэнергетические частицы оставляют за собой ионизированный след. Эти крошечные сигналы могут быть усилены с помощью электрических полей, а затем измерены электронным способом, что позволяет с высокой точностью отслеживать треки частиц. Благодаря результатам таких экспериментов ученые ЦЕРН смогли получить более глубокие представления о структуре материи.
В экспериментах ЦЕРН участвуют различные газы
При проведении экспериментов в большом адронном коллайдере ЦЕРН использует около 30 газовых систем для доставки нужных газовых смесей к соответствующим детекторам. Газовые смеси, используемые детекторами, требуют особо деликатного обращения. В результате усиления заряда в них формируется сигнал, который затем записывается и анализируется.
Вот почему правильный и стабильный состав газовой смеси является ключевым фактором, определяющим достоверность экспериментов в большом адронном коллайдере. В состав газовых смесей, используемых детекторами частиц, входят инертные газы, в частности, аргон, ксенон, гелий, а также прочие газы, такие как тетрафторметан, тетрафторэтан, гексафторид серы, изобутан и диоксид углерода.
Дальнейшие исследования бозона Хиггса
Среди используемых в ЦЕРН детекторов частиц выделяют четыре главных: A Large Ion Collider Experiment (ALICE), ATLAS, Compact Muon Solenoid (CMS) и Large Hadron Collider beauty (LHCb). Мембранные насосы KNF применяются для очистки и циркуляции специальных газовых смесей в детекторе CMS, который имеет длину 21 метр, ширину 15 метров, высоту 15 метров и весит 14 000 тонн. Он состоит из 15 секций и установлен в помещении, расположенном на глубине 100 метров под землей недалеко от города Сесси во Франции. Целью экспериментов на детекторе CMS в первую очередь является дальнейшее изучение бозона Хиггса, обнаруженного в ЦЕРН в июле 2012 года.
Рециркуляция и рекуперация газа
Вредные для окружающей среды хлорфторуглероды, известные как фреоны, являются немаловажным компонентом газовых смесей, используемых детекторами, так как они обеспечивают рабочие условия, необходимые для выполнения экспериментов на БАК (высокая пропускная способность, сдерживание увеличения количества зарядов, стабильность детектора в течение длительного времени и т.д.). Для решения этой проблемы физики, работающие с БАК, проводят исследования экогазов для следующего поколения детекторов.
Кроме того, в отделе экспериментальной физики департамента разработки детекторов (EP-DT) ЦЕРН была создана специальная группа, занимающаяся созданием систем рециркуляции газов для масштабных экспериментов в качестве дополнения к уже используемым системам рекуперации, а также компактной и гибкой системы рециркуляции газов для применения в лабораториях, чтобы исключить любые выбросы газов в атмосферу в результате работы детекторов. Рециркуляция и рекуперация газовых смесей также позволит сократить эксплуатационные расходы ЦЕРН.
ЦЕРН использует различные газовые смеси, в состав которых входят инертные газы, в частности, аргон, ксенон, гелий, а также прочие газы, такие как тетрафторметан, тетрафторэтан, гексафторид серы, изобутан и диоксид углерода.
Почему были выбраны мембранные насосы KNF?
За несколько десятилетий использования мембранных насосов KNF ЦЕРН смог убедиться в их надежности и по достоинству оценить гибкость компании KNF в процессе реализации проектов и создания индивидуальных решений. Поэтому для очистки и циркуляции газовых смесей в детекторе CMS были выбраны два насоса KNF.
Дополнительно был установлен третий насос в качестве резервного, на случай непредвиденной ситуации во время эксперимента. Поскольку в отношении чистоты газовых смесей и их беспрепятственной циркуляции предъявляются особые требования, выбор был сделан в пользу технологических насосов KNF благодаря таким их качествам, как чистота, газонепроницаемость и надежность.
Насосы по индивидуальному проекту для ЦЕРН
Сегодня в ЦЕРН используются насосы, которые были созданы благодаря тесному сотрудничеству и реализации множества индивидуальных решений. За основу для них была взята конструкция модели KNF N 0150, дополнительно оснащенная головкой насоса с геометрией, соответствующей модели KNF N 1200.
Еще одной модификацией стала установка дополнительной защитной мембраны помимо основной рабочей мембраны в целях предотвращения утечки газа в случае крайне маловероятного разрыва последней. При этом, несмотря на множество нестандартных решений, весь процесс разработки занял всего 18 месяцев, включая тщательные заводские испытания.
«Для детекторов частиц крайне важно отсутствие примесей, даже в концентрациях, измеряемых миллионными долями. В процессе испытаний насосы KNF доказали, что они полностью соответствуют данным требованиям».
Роберто Гвидо, руководитель проекта, группа по работе с газами EP-DT
Выбор в пользу мембранных насосов KNF был сделан благодаря их исключительной чистоте, герметичности, надежности и возможности создания модификаций, полностью соответствующих требованиям ЦЕРН.
Обратитесь к нам для создания насоса по Вашим индивидуальным требованиям!
Многолетний опыт, накопленный в ходе успешного сотрудничества с мировыми лидерами в различных отраслях, позволяет компании KNF понимать потребности самых передовых сфер применения и создавать компоненты, полностью отвечающие их требованиям. Эксперты компании KNF будут рады ответить на любые вопросы о вашей сфере применения и рассказать, в чем для вас заключаются преимущества решений от KNF.
