Der Large Hadron Collider (LHC) am europäischen Kernforschungszentrum CERN wurde abgeschalten. Allerdings nicht, weil dort böse schwarze Löcher oder andere weltzerstörerische Dinge entstanden sind. Auch nicht, weil sich die LHC-Kritiker mit ihren absurden Theorien endlich durchgesetzt haben. Es war ein ganz „normaler“ technischer Defekt und in ein paar Wochen wird der LHC wieder betriebsbereit sein.
Was ist nun genau passiert? Während der Inbetriebnahme des LHC kam es am Freitag zu einem Zwischenfall in Sektor 34 des LHC-Rings. Dabei ist Helium aus dem Kühlsystem in den Tunnel ausgetreten. Das hat hat zu einem Ausfall der Kühlung gesorgt. Und da der komplette LHC auf supraleitende Temperaturen von -271°C gekühlt werden muss damit alles reibungslos funktioniert musste der Teilchenbeschleuniger abgeschaltet werden. Der Vorfall wird noch untersucht – aber es scheint so dass eine der elektrischen Verbindungen zwischen den Magneten defekt war und so den Vorfall ausgelöst hat.
Menschen sind dabei nicht zu Schaden gekommen. Das wäre auch verwunderlich gewesen – denn während der LHC in Betrieb ist kann man nicht so einfach im Tunnel rumlaufen. Der Zeitplan für die Experimente ist allerdings ordentlich durcheinander gekommen.
Das was am LHC passiert ist, passiert bei Teilchenbeschleunigern öfter. Man nennt das „magnet quench“ (ich finde gerade keine passende Übersetzung dazu). Wenn die Temperatur eines der vielen supraleitenden Magneten ansteigt sodass der Magnet irgendwann plötzlich nicht mehr supraleitend ist (dazu reichen oft nur ein paar Grad), dann steigt auch der Widerstand in den elektrischen Leitungen plötzlich stark an. Das kann dann dazu führen, dass die Leitung durchbrennt und so einen Vorfall auslösen wie er am LHC gestern stattgefunden hat. Auch die US/LHC-Blogs schreiben, dass solche quenches an Teilchenbeschleunigern regelmäßig auftreten können.
Nun ist LHC aber ein gewaltig großer Teilchenbeschleuniger. Dementsprechend lange dauert es nun leider auch, zuerst die betroffenen Teile so weit aufzuwärmen dass man sie reparieren kann und dann die ganze Anlage wieder auf -271°C runterzukühlen. Was bei kleineren Beschleunigern ein paar Tage dauert wird hier mindestens ein paar Wochen brauchen.
Vermutlich muss man nun auch noch ein paar Sätze zur Beruhigung derjeniger schreiben, die sich nun noch mehr Sorgen machen, dass der LHC die Welt vernichten könnte. Abgesehen davon, dass der LHC die Welt auf keinen Fall zerstören wird braucht man sich über Vorfälle dieser Art keine allzu großen Sorgen machen.
Wie schon gesagt – so etwas kommt an Teilchenbeschleunigern öfter vor. Auch LHC ist nicht immun dagegen. Das wissen auch die Wissenschaftler dort und die haben solche Ausfälle eingeplant. Es wäre auch ziemlich verwunderlich, wenn die größte Maschine der Welt gleich von Anfang an absolut fehlerfrei funktionieren würde. Mit Pannen ist in der Anfangsphase durchaus zu rechnen. Und solche Ausfälle können auch keinen großen Schaden an der Maschine selbst, den dort arbeitenden Menschen oder gar der Welt anrichten!
Der LHC ist allerdings in einer besonderen medialen Position. Allem was dort passiert wird in den Medien besondere Aufmerksamkeit zugemessen. Wenn irgendeiner der vielen anderen Teilchenbeschleuniger auf der Welt kleinere Probleme hat, dann interessiert das vermutlich (ausser den beteiligten Wissenschaftlern) niemanden groß und schon gar nicht die Medien. Aber der LHC steht im Moment eben aufgrund der Panikmache im Vorfeld unter verschärfter Beobachtung.
Es ist jedenfalls schade dass es nun mit den ersten echten Experimenten wohl doch noch bis nächstes Jahr dauern wird. Aber kommen werden sie! Und wenn dann erstmal die ersten Ergebnisse da sind, dann interessiert es niemanden mehr, ob es am Anfang zu kleineren Verzögerungen gekommen ist.
Dieser Vorfall ist deswegen besonders ägerlich, weil das LHC im Dezember auf jeden Fall wieder ausgeschaltet werden muss. Dann ist nämlich Weihnachtszeit und die umliegenden Stromwerke brauchen den Strom dann anderweitig. Weihnachtsbeleuchtung (privat und gewerblich), verstärkte Backaktivitäten. Das treibt den Strombedarf enorm in die Höhe.
Das bedeutet möglicherweise, dass dieses Jahr gar keine Kollisionen mehr gefahren werden. Das Testen – das Commissioing – dauert erfahrungsgemäß Monate. Das gilt sowohl in der Teilchenphysik als auch in der Raumfahrt. Und es passiert immer irgendetwas, womit man nicht gerechnet hat. Davon kann ich ein Lied singen.
Finde es schade. dass der fehler auftrat, aber auch beruhigend. Jetzt wissen wirklich alle, dass dort scharf kontrolliert wird und beim kleinsten Defekt abgeschaltet wird. Das nimmt vielleicht einigen die Angst.
Achja, bitte die Temperaturangaben im Text überprüfen, ich fürchte da ist ein Zahlensturz eingetreten!
Wirklich schade für all die Beteiligten! Bleibt bloß zu hoffen, das es sich bei dem Ausfall nur um das berüchtigte schwächste Glied in der Kette gehandelt hat… und es sich nicht, trotz der jahrenlangen Tests, um ein generelles Problem mit den Magneten/Verbindungen handelt.
Und wer das ganze schon einmal mit seinen eigenen Augen gesehen hat, weiß auch was für eine wahnsinnige Herausforderung der Bau des ganzen LHC mit seinen Experimenten gewesen ist…
PS: Habe damals im Sektor 34 nichts angelangt!
Uiiiuiuiui…..jetz höre ich gleich wieder die Trolle schreien: Wenn die dummen Wissenschaftler noch nicht mal die Kühlung der MAgneten inden Griff kriegen, wie wollen sie dann den Weltuntergang ausschliessen!!
Wirklich ärgerlich, aber bei einem Experiment dieser Grössenordnung auch nicht wirklich auszuschliessen. Vor allem wenn man bedebkt, dass Kältetechnik in dieser Grössenordnung noch nie irgnndwo anders angewendet wurde.
@Ludmilla
Plätzchen gegen Grundlagenforschung?? Ich kan wirklich nur hoffen, dass das einschlechter Scherz ist.
@Gluecypher: Also das mit der Abschaltung im Dezember hab ich auch gehört. Über den Grund dafür weiß ich allerdings nichts – aber Ludmila wird es wohl wissen; die kennt sich ja mit Teilchenbeschleunigern aus.
Übrigens: LHC soll jetzt nicht mehr LHC heissen sondern HALO. Da gabs ja diesen Wettberwerb, bei dem neue Namen gesucht werden sollten (hier). Mir hätte ja „The Matter Splatterer“ besser gefallen 😉
@gluecypher: Na ja, man hat uns Studenten damals in Bonn erzählt, dass sie mit dem dortigen Beschleuniger, der nun wirklich relativ klein ist, schon mal die Lichter in Bonn-Poppelsdorf im Dezember zum Flackern brachten. Seitdem würden sie um die Weihnachtszeit nicht mehr fahren.
Am DESY in Hamburg war es auch üblich die großen Beschleuniger im Dezember runterzufahren.
Sicher ist jedenfalls, dass um Dezember herum Strom besonders teuer ist, wegen der hohen Nachfrage. Also alleine wegen der Stromrechnung empfiehlt es sich, genau dann den Beschleuniger nicht zu fahren. Ich kann mir durchaus vorstellen, dass auch die Belastung des Stromnetzes in der Zeit eine Rolle bei der Entscheidung spielte, im Dezember lieber abzuschalten. Beschwören kann ich es allerdings nicht. Dazu bin ich schon wieder raus. Aber wenn ich das nächste Mal meine alten Kollegen treffe, kann ich ja mal nachfragen 😉
Ist schon ne Weile her, dass ich am DESY gearbeitet habe, aber damals war Strahlzeit typischerweise nur von März bis Oktober (so ungefähr), weil im Winter der Strom zu teuer gewesen wäre. Das ist insofern kein großes Problem, wenn der Beschleuniger läuft, weil die Experimentatoren dann im Winter Zeit haben zu gucken, was sie eigentlich im Sommer so alles gemessen haben.
Ich habe mal an einem Experiment mit einem supraleitenden Magneten teilgenommen die in MRs eingesetzt werden. Dort wurden die Sicherheitsvorkehrungen getestet wenn der Magnet über die ‚Sprungtemperatur‘ kommt. Bei diesen Magneten waren es minus 268 C. Schlagartig steigt der Widerstand von quasi 0 Ohm auf einen endlichen Wert (ca. 1 Ohm). Die fließenden 10kAmpere erzeugen dann kurzzeitig 100 MW (!) und man hat den Eindruck das Ding hebt ab so zischt und faucht es. Ich denke, dass das in einem Cluster von Magneten nicht gerade vorteilhaft ist, zumindest kann der Betrieb nicht aufrecht erhalten werden, wenn ein Magnet zu ‚heiss‘ wird 🙂
Gluecypher: Plätzchen gegen Grundlagenforschung – das wird schon stimmen. Der einzige Weg die privaten Haushalte um Weihnachten herum von erhöhtem Stromverbrauch abzuhalten, wäre ja die komplette Abtrennung. Stromkontingente zuteilen geht schließlich schlecht. Und da (auch für Grundlagenforschung) wohl keiner ernsthaft mitten im Winter ein paar tausend Privathaushalte vom Netz nehmen wird…
Das bedeutet allerdings auch, dass die Weltuntergangs-Diskussion noch ein paar Monate weiter geführt werden wird, da die Argumente der LHC-Gegner durch die Panne sozusagen eine „Gnadenfrist“ bekommen…
Hmmm….naja, man muss sich ja nicht unbedingt mit den Mitmenschen anlegen und sich unbeliebt machen. Insofern geht das wohl O.K.
Aber die Trollboys machen natürlich keinen Unterschied zwischen der Kältetechnik der Magnetkühlung (und „zu heiss“ ist wirklich nur relativ hier, wenn die Sprungtemperatur überschritten wird möchte ich wirklich nicht in der Nähe sein) und den wirklichen Eperimenten. Da wird beides in einen Topf geworfen und gehämt, dass die Wissenschaftler (Nein, diesmal waren es die Techniker und Ingenieure, aber für Trollboys mit begrentztem Horizont ist das alles ein Brei) doch nicht so helle wären wie sie immer tun.
@Gluecypher,
ist nicht so schlimm wenn die Sprungtemperatur überschritten wirds, da gibts Vorkehrungen. Außerdem bricht sofort die Spannung ein, d.h. es muss ’nur‘ die gespeicherte magnetische Energie verbraten werden (aber die ist schon heftig).
Meist haben die Supraleiter noch einen Mantel aus Kupfer der diese Energie aufnimmt bis Magnetfeld/Spannung zusammengebrochen ist.
Das Zischen und Fauchen kommt daher, dass das flüssige Helium gasförmig wird und sich dabei ausdehnt. Wenn man da nicht vorbereitet ist, dann kanns zu Explosionen kommen (allerdings rein dampftechnisch).
Mein ‚heiss‘ war in Hochkomma 😉
Da man jetzt ja inzwischen weiss, dass eine Schweissnaht der Niob-Titan-„Drähte“ (Durchmesser ca 1cm [wer kommt auf die Idee ein solches unglablich leicht zu handhabendes Material zu nehmen???)] eines der Magnete im Arrangement eines Blocks zu HEISS geworden war, stellt sich die Frage, warum das so war:
– schlecht geschweisst?
– falsch berechnete Temperaturleitung?
– keine Sicherheitsmargen im Betrieb?
– HF-Effekte mit Energieübertrag in das Magnetfeld, an die NT-Kabel?
Nur das erste hätte mit Engineering zu tun, oder?
Overall, für ein 5 Mia € Projekt eine erstaunlich schlechte Qualität im Projektmanagement. Die Magnete sind ja erstens vom Fermilab eingekauft, und zweitens auch nicht soooo kompliziert, als dass das Argument „grösste Maschine der Welt“ irgendwie anwendbar wäre.
Und es ist dieses schlechte Projektmanagement, das eine gewisse Sorge darüber entstehen lässt, wie denn biiteschön auf der wissenschaftlichen Seite die Risiken gehandhat werden. Da braucht man die Helium-Kühlung und die Teilchenphysik der Kollisionen gar nicht durcheinander zu bringen. Nicht zuletzt auch deshalb, weil am LHC auch nicht alle eventuell auftretenden Effekte gemessen werden können (siehe zB //arxiv.org/abs/hep-ph/0512190 Arkani-Hamed et al.).
(ps: Bevor man andere der intellektuellen Minderwertigkeit zeiht, solle man schon einmal zunächst qualifiziert zeigen, dass man selbst in der Lage ist, über sein eigenes Spezialisten-Gärtli hinauszusehen, oder? zB in der Disziplin: andee Leute ernstnehmen…)
@Nico
1) Niob-Titan braucht man weil dies ein supraleitendes Material ist
2) Über 3000 (!) Transformatoren korrekt einzustellen, spannungsfrei abzukühlen und zu warten ist eine Meisterleistung der Planung
3) Nur wenn alles korrekt arbeitet wird die Maschine laufen, fällt etwas aus, dann wirds nix mit den Kollisionen. Das Gerät hat quasi einen eingebauten Selbstschutz.
Je höher die Genauigkeit, desto höher die erreichten Energien, fällt etwas aus bricht sofort die maximal mögliche Energie zusammen.
Zitat: Andere Leute ernstnehmen
Lies dir die Blogs durch. Warum glaubst du gibt es so eine rege Diskussion. Es wird versucht die Gefahren zu analysieren und zu diskutieren.