Lukas' Blog - von Lukas Graber

66 77. Blogeintrag (Do, 21.05.09)
ein vernünftiges Vario-Applet mit all den praktischen Zusatzfunktionen,
die Streckenpiloten benötigen. Das wäre ”http://www.flytec.ch/6030.htm”
1450 Franken wert (da würde sogar ich mir ein Natel kaufen – und das
will was heissen!).
2. Der Large Hadron Collider – Teil 3
Mit der LHC-Beschreibung geht’s in die dritte Runde. Eigentlich hätte
ich früher darauf kommen können: Anstatt mich mit widersprüchlichen
Powerpoint-Präsentationen und anderen Informationsquellen zweiten Grades
herumzuärgern, studiere ich besser direkt die wissenschaftlichen Artikel.
Ein Artikel, der 1991 im IEEE Transactions on Magnetics erschien, gefällt
mir besonders gut, weil dieser eine gute Übersicht bietet [1]. Er wurde
zwar zu einer Zeit geschrieben, als der LHC erst in der Planungsphase war,
doch ich gehe davon aus, dass die wichtigsten Parameter damals schon
feststanden. Schon der erste Blick erklärt ein paar der Widersprüche, auf
die ich in anderen Dokumenten gestossen bin: Wer hätte beispielsweise
gedacht, dass der LHC-Ring nicht kreisförmig ist? Der Radius variiert
zwischen 4900 m und 3494 m, also ganz deutlich kein Kreis. Dieses und
viele andere Details wurden in den Publikationen, die ich bisher studierte,
gnadenlos vereinfacht.
Als Elektroingenieur widme ich mich mal den Leitern. Je nach Position
des Magneten, ob in den äusseren Schichten oder in Strahlnähe, ob für
Dipole oder Quadrupole (oder Sextupole, Oktopule oder Dekapole – die
gibt’s nämlich auch), ob in den Kreissegmenten oder auf den geraden
Strecken vor/nach Detektoren, variiert der Leiteraufbau sehr stark. Nicht
einmal überall kommt der Supraleiter NbTi zum Einsatz, an gewissen
Stellen wird Nb3Sn eingesetzt. Ich konzentriere mich mal auf die inneren
Lagen in den Haupt-Dipolen und -Quadrupolen. Diese setzen trapezförmige
Rutherford-Leiter aus NbTi/Cu ein. Dabei werden 36 Adern zu einem 15.1
mm breiten und 1.48 mm dicken Leiter aufgewickelt, fast ein bisschen wie
”www.mannheim.de/io2/printView/webseiten/wirtschaft/innovationen/roebel”
geröbelte Generatorstäbe (wie sie ab einigen hundert Megawatt eingesetzt
werden). Der Aufbau einer einzelnen Ader ist im Bild dargestellt: 234
NbTi-Faserbündel mit hexagonalem Querschnitt werden in einer Kupfermatrix
vergossen. Der Aussendurchmesser der Ader beträgt 1.29 mm.
Jedes Faserbündel besteht wiederum aus 121 NbTi-Fasern mit ebenfalls
hexagonalem Querschnitt. Diese haben eine Seitenlänge (Radius) von 2.5
mu;m. Wieviel NbTi ist also in einer Ader?
ACu / ASL = Atot / ASL - 1 = pi; (d/2) 2 / (n sdot; 3/2 rSL 2 radic;3) -
1 = 1.84
mit n = 121 sdot; 234 = 28’314, rSL = 2.5 mu;m, d = 1.29 mm. Insgesamt
kommt dabei 1.84 mal mehr Kupfer- als NbTi-Volumen zum Einsatz. Die
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