加速装置

北京正负电子对撞机抢修记

发布时间:2025/3/20 12:56:05   
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除夕突遇故障——

北京正负电子对撞机抢修

2月2日(大年初二),真空、束测人员在做真空检漏。中科院高能物理所供图

1月31日,除夕。上午10点,岳军会正准备上街买个猪肘子,给年夜饭添道大菜。就在这时,手机响了。

“岳老师,突发故障,您快来看看……”电话那头,他的学生尹頔十分焦急。

岳军会是中国科学院高能物理研究所(以下简称高能所)的研究员,尹頔是工程师。他们既是师生,也是北京正负电子对撞机(BEPCII)反馈系统的前后两代负责人。

自从尹頔有能力独当一面后,岳军会就把负责人的职权交给了他。岳军会知道,如果是一般性的小问题,尹頔不会给自己打电话。挂了电话,他把买猪肘子的事抛在脑后,直奔BEPCII的隧道……

哪里出问题了?

岳军会到达隧道外围时,尹頔已经在那里了。尹頔是第一个接到故障电话的人,拨出电话的是除夕当天的值班人员邢军。值班时,邢军通过各种数据判断,问题可能出现在反馈系统上。

反馈系统被视为束流“稳定器”,控制着对撞粒子束的振荡。作为“稳定器”的负责人,尹頔的手机从不关机,因为一旦“稳定器”出了故障,BEPCII就很难正常运行。

去年暑期,BEPCII常规停机检修之后,为了获得更多新物理现象,科研人员决定在稳定高效运行的基础上,提升正负电子流强并持续保持高流强运行。与之相应的加速器各系统也开始挑战运行极限。

岳军会和尹頔简单交流了一下故障情况,就开始争分夺秒地检查加速器隧道外的设备。放大器正常,环流器正常,功分器正常……所有设备都正常,问题到底出在哪里?

于是,他们决定停掉电子束流,进入隧道内检查,很快发现有一处电缆的外皮有被烧熔化的痕迹。岳军会凭经验推测,真空穿墙子可能坏了。

“真空穿墙子”是一种连接真空和大气的元件。在加速器里,正负电子是在超高真空环境中运动并发生对撞的,真空穿墙子既能实现真空密封,又能传输功率,在真空腔内建立电磁场、控制束流。

粗大的电缆拆卸起来需要技巧,岳军会又打电话给组里经验丰富的高级实验师汪林,请他来支援。拆完电缆后,他们发现,因为给负载冷却的管道被杂质堵塞,导致负载损坏,从而导致电缆接头和安装在腔壁上的真空穿墙子被烧毁。

牵一发而动全身

真空穿墙子被烧坏,反馈系统就不能正常运行,BEPCII也无法正常运行,因此必须更换设备,而这意味着要彻底破坏加速器的真空环境。不仅如此,正电子源靶心水冷系统漏水,也需要紧急处理。

“这已经不是一个系统能解决的问题。”岳军会回忆。

一场与时间赛跑的故障抢修正式开始。除夕当天下午,BEPCII加速器运行指挥部紧急部署,束流测量、真空、运行、正电子源、通用等各个系统相关人员马上从家里出发,两个小时内全部到达加速器隧道,进行设备更换前后的准备工作。

BEPCII储存环真空系统负责人、高级工程师郭迪舟召集系统成员对加速器待更换设备的区段进行充氮保护,防止设备拆解时大气压把外部的灰尘带进加速管道。氮气充好后,束流测量和真空系统人员一起更换被烧毁的设备;真空系统人员开始检漏,确保安装成功。

接下来,他们又为加速管道加热,以便加速器内部的气体能尽快排出并重回真空状态。此时,束流测量系统人员安装负载和温度探头。BEPCII正电子源系统负责人陈光辉也在通用运行部、工厂的积极协助下,解决了正电子源靶心漏水的问题。

此外,利用故障的停机间隙,低温维护人员和运行值班人员还进行了低温维护和速调管老炼工作,保障BEPCII恢复运行之后的高效率。

2月2日,大年初二上午10点,经过48小时加班加点的忙碌,故障设备抢修工作完成。

“虎年伊始,我们遭遇了‘拦路虎’。在这个最重要的中国传统节日,大家高质量完成了故障件的维修。”抢修完成后,高能所加速器中心副主任于程辉在加速器运行维护的

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