KNF-Membranpumpen gewährleisten kontaminationsfreie Gasmischungen am CERN

Woraus besteht das Universum?
Das renommierte Forschungszentrum CERN erforscht die fundamentale Struktur der Teilchen, aus denen alles um uns herum besteht. Tief unter der Erde, teils in der Schweiz, teils in Frankreich gelegen, werden dort mehrere ringförmige und lineare Teilchenbeschleuniger für Experimente eingesetzt, die zu bahnbrechenden Entdeckungen geführt haben, wie der Entdeckung des Higgs-Bosons oder der Isolierung von Antimaterie.

Tiefere Einblicke in die subatomare Welt durch Teilchenbeschleuniger
Die Forschungsarbeit des CERN nutzt einige der größten und komplexesten wissenschaftlichen Instrumente der Welt. Der größte Teilchenbeschleuniger des CERN, der Large Hadron Collider (LHC), befindet sich 100 Meter unter der Erde, um Umwelteinflüsse wie Strahlung zu minimieren. Hier werden Teilchen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und kollidieren dann miteinander. Detektoren zeichnen die Phänomene auf, die während dieser Kollisionen auftreten.

Gase zur Kollisionsdetektion
Wenn geladene Hochenergieteilchen mit Gas kollidieren, hinterlassen sie eine Spur der Ionisation. Diese Signale können mithilfe elektrischer Felder verstärkt und anschließend elektronisch gemessen werden, um Teilchenspuren mit hoher Präzision zu verfolgen. Die Ergebnisse dieser Experimente liefern tiefere Einblicke in die Struktur der Materie.

Teilchenbeschleuniger benötigen anspruchsvolle Gasmischungen
Am CERN sind rund 30 Gassysteme im Einsatz, um die Detektoren der LHC-Experimente mit der richtigen Gasmischung zu versorgen. Die Mischung ist ein empfindliches Medium, in dem die Ladungsvervielfachung ein Signal erzeugt, das aufgezeichnet und analysiert wird. Daher ist eine korrekte und stabile Zusammensetzung der Gasmischung entscheidend für den effizienten und zuverlässigen Betrieb der Teilchenbeschleuniger-Experimente.

Große Vielfalt an verwendeten Gasen Die Gasmischungen für diese Teilchendetektoren bestehen aus Edelgasen wie Argon, Xenon, Helium und anderen Gasen wie Tetrafluormethan, Tetrafluorethan, Schwefelhexafluorid, Isobutan und Kohlendioxid. KNF-Membranpumpen werden eingesetzt, um die Gasmischungen zu zirkulieren und ihre Reinheit zu gewährleisten.

Profitiert von Expertise und Erfahrung Nach jahrzehntelanger Zusammenarbeit mit KNF schätzen die Teams der Experimente die Expertise und Erfahrung des Unternehmens sehr. Als neue Membranpumpen zur Reinigung und Zirkulation der spezifischen Gasmischungen in einem der vier Teilchendetektoren des CERN, dem Compact Muon Solenoid (CMS), benötigt wurden, fiel die Wahl auf zwei KNF-Pumpen, eine dritte wurde als Reserve installiert.

Gemeinsam entwickelte Lösungen für Teilchenbeschleuniger Die jahrzehntelange erfolgreiche Zusammenarbeit mit dem CERN ermöglichte es KNF, die Anforderungen dieser hochspezialisierten Anwendungen zu verstehen und maßgeschneiderte Lösungen zu entwickeln. Kürzlich war das CERN-Gasteam aktiv an der Anpassung der KNF-Prozesspumpen N 0150 und N 1200 beteiligt.

Zusammenarbeit führt zu längerer Lebensdauer Basierend auf den Beobachtungen des CERN-Gasteams konnte KNF die Lebensdauer der Membranen durch eine Modifizierung der Pumpenkonstruktion erhöhen. Das anhaltende Vertrauen des CERN in KNF zeigt sich in einem Nachauftrag über 18 KNF-Pumpen mit einer Fördermenge von ca. 170 l/min. Diese Pumpen wurden 2022 an den Teilchenbeschleunigern installiert.