Cerns superledende magneter kan få dansk belægning

I begyndelsen af 2015 starter den enorme accelerator Large Hadron Collider (LHC) ved forskningscenteret Cern i Schweiz op igen, så jagten på nye fysikopdagelser kan fortsætte.

Omkring 2020 skal LHC have endnu en ordentlig overhaling. Faktisk er planen at tidoble antallet af kollisioner i acceleratoren, der så skifter navn til High Luminosity Large Hadron Collider (HL-LHC).

Det kræver imidlertid kraftigere magneter, der kan holde de større bundter af partikler på plads i acceleratoren, så ingeniørerne hos Cern er i fuld gang med at udvikle en ny generation af superledende elektromagneter med en styrke på mellem 11 og 13 tesla.

De stærke magnetfelter fremkommer, når strømme på tusinder af ampere sendes gennem spoler af superledende kabler, der skal fremstilles af en legering af niobium og tin (Nb3Sn).

Kablerne skal holdes på plads af afstandsstykker, der ikke må lede strøm. Og det er her, Teknologisk Institut kommer ind i billedet. Forskerne fra instituttets tribologicenter har arbejdet sammen med Nis Dam, der var ph.d.-studerende fra Aarhus Universitet, om at udvikle en elektrisk isolerende belægning, der forhåbentlig opfylder Cerns meget høje krav.

»De har prøvet andre typer af isolerende belægninger, men de falder af på grund af de termiske spændinger,« fortæller centerchef Lars Pleth Nielsen fra Teknologisk Institut.

Den største udfordring er nemlig, at belægningen til afstandsstykkerne både skal kunne tåle at blive opvarmet til 650 grader celsius og nedkølet til -271 grader celsius i et temperaturspænd på over 900 grader. Her ville de fleste belægninger krakelere, men Teknologisk Instituts nyudviklede aluminiumoxid-belægning kan måske klare ærterne.

»Vi ved ikke, om de holder. Men vi har selv testet belægningerne med standardmetoder, og vi har hældt flyvende kvælstof på, og det kunne de godt holde til,« siger Lars Pleth Nielsen.

Nu er forskellige testemner i hvert fald sendt til Cern, hvor de skal testes grundigt i det kommende halve års tid. Hvis teknikerne hos Cern vender tommelfingeren opad, skal Teknologisk Institut i gang med at producere afstandsstykker i fuld størrelse, så de kan blive klar til de nye magneter i fremtidens superaccelerator.