L’expérience Katrin (Karlsruhe tritium neutrino) est une expérience visant à mesurer la masse du neutrino avec une précision du sub-eV en examinant le spectre des électrons émis par la radioactivité β du tritium. La source de tritium comprend un ensemble de solénoïdes supraconducteurs M1-M2-M3 destinés à guider les électrons vers le spectromètre. Ces aimants supraconducteurs seront alimentés en série dans l’expérience finale. Ils ont été fabriqués et testés individuellement par la société Bruker. Leur protection initiale était passive et basée sur des diodes froides ; ce principe a montré ses limites notamment pour des quenchs à faible courant lors desquels les aimants n’ont pas été correctement protégés. Un nouveau système de protection active, comprenant une résistance de décharge externe et un système de détection a été mis conjointement au point par l’Irfu et le Kit (Karlsruhe Institut für Technologie).
La station verticale du bâtiment 198 du CEA Saclay, d’une profondeur de 8 m, a permis de tester les aimants par doublets dans un bain d’hélium liquide à 4,2 K. Afin de diminuer la quantité d’hélium nécessaire au refroidissement, de la mousse en polystyrène a été placée tout le long des cryostats des aimants. Le circuit électrique, contacteurs et résistance de décharge, le système de détection et d’acquisition sont issus des éléments modifiés de la station d’essais Seht.
Les tests en froid des aimants dans le cryostat vertical ont permis de vérifier le bon fonctionnement du système de détection et de protection. Les aimants ont d’abord été testés à leur courant nominal (314 A), individuellement et en doublet. Cela a permis de valider le fonctionnement en série, notamment en regard des forces magnétiques importantes engendrées entre aimants, à savoir 20 tonnes.
Mise en place d’un doublet d’aimants dans le cryostat de la station d’essai verticale.
Quench provoqué, avec échappement d’hélium.
Des quenchs ont ensuite été provoqués grâce à des chaufferettes placés sur les solénoïdes. Les seuils de détection - tension et durée - ont été ajustés afin d’éviter toute détection intempestive qui ne serait pas due à une véritable transition. Les résultats des tests sont en parfait accord avec les simulations effectuées ; ils démontrent que les aimants sont correctement protégés dans leur configuration en série grâce au nouveau système de protection.
Moins d’un an a été nécessaire entre la signature de l’accord de collaboration et la soumission du rapport final des tests au Kit.
• Physique et technologie des aimants supraconducteurs › Aimants supraconducteurs pour la physique des 2 infinis
• Le Département des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme (DACM)
• Laboratoire d'’études des aimants supraconducteurs (Léas) • Laboratoire de cryogénie et des stations d’essais (LCSE)
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Dernière mise à jour : 21-11-2024
