316L不鏽鋼助力世界上最大的粒子加速器—大型強子對撞機（LHC）

2020-09-03 中興溢德不鏽鋼

大型強子對撞機（LHC）？

聽都沒聽說過

和316L不鏽鋼有什麼關係？

別急，讓小編給大家介紹下。

LHC位於瑞士日內瓦近郊歐洲核子研究組織的粒子加速器與對撞機，是世界上最大、最複雜的科學儀器，是粒子物理科學家用來探索宇宙中最小粒子的奧秘。

就在幾年前，眾多科學家想要對粒子加速器進行一些改進，為新項目做準備，且LHC到了進行常規維護和升級的時候，其中升級項目包括更換用來固定加速器真空管的緊固件。

那麼緊固件有什麼要求？

1.要承受-271℃到300℃的溫度範圍；

2.要保持超導磁體的恆定、高能、超導等三個狀態，而不會產生電阻或能量損失；

3.維護升級一次需要動用無數資源，要有使用壽命長的高強度部件。


那麼316L不鏽鋼能滿足LHC維護升級中緊固件的特殊需求嗎？小編告訴你，不能。

用於LHC的緊固件必須是非磁性的，以避免在加速過程中擾亂粒子的運動。還有，用於LHC的緊固件強度必須要比標準316L不鏽鋼更高且磁導率要低得多。

它們的最低抗拉強度需要達到1000MPa，而相關ISO標準規定的最高抗拉強度為800MPa。它們的屈服強度應至少為900MPa，而現有標準規定是600MPa。

標準316L不鏽鋼需要冷加工強化達到一定的抗拉強度，但在加工過程中316L不鏽鋼的一部分非磁性奧氏體金相組織會轉變為有磁性的形變馬氏體組織。這些微小的缺陷可能會干擾超導磁體之間的粒子流，從而阻礙加速器的功能。

為了使緊固件集這些傑出的性能於一身，量身打造了較高的鉬含量的特種316L不鏽鋼。特種316L不鏽鋼降低了磁導率，使緊固件幾乎無磁性。特種316L不鏽鋼還進行了冷加工，以達到承受對撞機極致的溫度和力量等工作條件所需的抗拉強度。

世界上最大的粒子加速器——大型強子對撞機（LHC），使用了超過25萬個高強度、特種316L不鏽鋼緊固件，因為特種316L不鏽鋼對於這些革命性實驗的成功實施，發揮了至關重要的作用。

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  • 大型強子對撞機的未來如何?
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  • 歐洲大型強子對撞機重啟 曾證實上帝粒子存在
    新華網日內瓦4月5日電（記者張淼 劉美辰）歐洲核子研究中心（歐核中心）5日發表公報說，在經歷兩年停機維護、加固升級及數月重啟準備後，歐洲大型強子對撞機當天正式開啟第二階段運行。歐洲大型強子對撞機是目前全球最大、能量最高的粒子加速器，它通過埋入地下100米深、總長27公裡的超導磁鐵加速並碰撞粒子，可在微觀尺度上還原宇宙大爆炸後的宇宙初期形態，幫助科學家研究宇宙起源並尋找新粒子。
  • 大型強子對撞機對我們有什麼幫助
    大型強子對撞機（簡稱LHC）想必很多人聽說過，但它是做什麼的？ 其實這是一座位於瑞士日內瓦屬於歐洲核子研究中心（CERN）的粒子加速器和對撞機。其主要是被國際高能物理學用來做研究。大型強子對撞機是世界上最大、能量最高的粒子加速器，來自大約80個國家的7000名科學家和工程師在此工作研究。由34個國家超過兩千位物理學家所屬的大學與實驗室所共同出資合作建造的。它是一種將質子加速對撞的高能物理設備。它是一個圓形加速器，深埋於地下100米，它的環狀隧道有27公裡長，橫跨法國和瑞士的邊境。
  • 大型強子對撞機,為什麼不能把51焦耳的能量注入一個亞原子粒子?
    像大型強子對撞機（LHC）一樣複雜複雜的機器，其工作原理異常簡單。質子和一般帶電粒子可以通過電場和磁場加速。如果你在質子運動的方向上施加電場，電場會對質子施加正力，使其加速並獲得能量。圖註：未來環形對撞機（FCC）的規模，與目前在歐洲核子研究中心（CERN）的大型強子對撞機和以前在費米實驗室運行的Tevatron相比。未來的環形對撞機可能是迄今為止最雄心勃勃的下一代對撞機計劃，包括輕子和質子選項，作為其擬議科學計劃的各個階段。更大的尺寸和更強的磁場是「放大」能量的唯一合理方法。
  • 歐洲大型強子對撞機,路在何方?
    Gianotti）接受《物理世界》雜誌採訪時提到，實驗室正在計劃下一項粒子物理學的重大實驗，它將超越大型強子對撞機。2012年，歐洲核子研究中心發現希格斯玻色子，自此之後大型強子對撞機（LHC）一直持續創造出大量的希格斯玻色子，但至今並未發現任何超出標準模型的粒子，這很大程度上讓人感到失望和困惑。大型強子對撞機目前已被關閉，進入大規模升級的第一階段，升級完成後其亮度將提升至原先設計值的10倍以上。物理學家們希望2026年對撞機升級完成重新運轉後，會有大量新粒子被探測器發現。
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