科学家们首选KNF隔膜泵，用于大型强子对撞机实验的超清洁气体混合物

KNF中国

2023/02/28 15:33

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这个冬天先是科幻剧《三体》刷屏网络，后有《流浪地球2》口碑、票房双丰收。这类传奇的科幻片引发了人们对太空、宇宙起源的极大兴趣。而现实中，科学家们也从未停止过对宇宙本质的探索。

欧洲的核子研究中心致力于研究“宇宙是由什么构成的”。该中心内拥有世界上最强大的粒子加速器，大型强子对撞机。搭配选用的隔膜泵必须高度可靠并保护气体不受污染。而KNF隔膜泵，可以完全达到这些要求。

下面是具体的博文内容：

几千年来，宇宙一直令人类深深着迷。最近，欧洲核子研究中心的粒子探测器做出了一些关于宇宙组成的惊人发现。而要用在使特定气体混合物循环通过粒子检测器的泵产品，它们必须高度可靠并保护气体不受污染。几十年来，欧洲核子研究中心一直依靠 KNF 隔膜泵来满足这些严格的要求。

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欧洲核子研究中心——研究宇宙的本质

宇宙是由什么构成的？这是欧洲核子研究中心试图回答的基本问题。为此，这家世界领先的研究机构致力于探测构成我们周围一切的粒子的基本结构。

各种圆形和线性粒子加速器都深埋在地下，部分位于瑞士，部分位于法国。它们被用于开展各种实验，其中一些实验已经取得了许多突破性的成就，例如发现希格斯玻色子或以反氢形式分离反物质。

大型强子对撞机——更深入地了解物质

为了消除辐射等环境影响，欧洲核子研究中心最大的粒子加速器大型强子对撞机 (LHC) 位于地下 100 米处，其令人惊叹的隧道宽 3.8 米，长近 27 公里。在这里，粒子被加速到略低于光速并相互碰撞。然后，一系列探测器会记录在这些碰撞过程中发生的现象。

当带电的高能粒子撞击惰性气体分子时，它们会留下电离痕迹。这些微弱的信号通过电场进行放大，然后进行电子测量，以极高的精度揭示粒子轨迹。通过这些实验结果，欧洲核子研究中心的科学家们对物质结构有了更深入的了解。

欧洲核子研究中心涉及的多种气体

欧洲核子研究中心使用大约 30 个气体系统将气体混合物输送到大型强子对撞机实验中的相应探测器。检测器气体混合物是一种敏感的介质。其中，电荷倍增会产生一个信号，然后会对该信号进行记录和分析。

正因如此，正确和稳定的气体混合物成分是大型强子对撞机实验可靠运行的关键。这些粒子探测器的气体混合物是由惰性气体（如氩气、氙气、氦气）和其他气体（如四氟甲烷、四氟乙烷、六氟化硫、异丁烷和二氧化碳）组成。

推进希格斯玻色子研究

欧洲核子研究中心的四个主要粒子探测器被称为大型离子对撞机实验 (ALICE)、ATLAS、紧凑渺子线圈 (CMS) 和大型强子对撞机 (LHCb)。在长 21 米，宽 15 米，高 15 米，重 14,000 公吨的 CMS 探测器中，KNF 隔膜泵用于净化和循环特定的气体混合物。该探测器由 15 个部分构成，位于法国 Cessy 附近地下 100 米的大厅内。CMS 实验主要旨在推进对希格斯玻色子的研究，该粒子于 2012 年 7 月在欧洲核子研究中心被发现。

气体再循环和回收

对环境有害的氯氟烃（亦即氟利昂）在检测器气体混合物中也发挥着重要作用，因为它们可以实现大型强子对撞机实验所需的检测器性能（高倍率能力、电荷倍增的抑制、检测器的长期稳定性等）。为了解决这个问题，大型强子对撞机的物理学家目前正在研究用于下一代探测器的生态气体。

此外，欧洲核子研究中心的 EP-DT 气体团队正在开发用于大型实验的气体回收系统、已用气体再循环系统以及用于实验室应用的紧凑而灵活的气体再循环系统，以消除探测器活动产生的任何气体排放。再循环和回收气体混合物也降低了欧洲核子研究中心的运营成本。

欧洲核子研究中心使用多种由惰性气体（如氩气、氙气、氦气）和其他气体（如四氟甲烷、四氟乙烷、六氟化硫、异丁烷和二氧化碳）组成的气体混合物。

为什么选择 KNF 隔膜泵？

在部署 KNF 隔膜泵数十年之后，欧洲核子研究中心了解到它们性能可靠，并对 KNF 在实施项目和提供定制解决方案方面的灵活性予以了高度评价。因此，他们选择了两台 KNF 泵来净化和循环 CMS 粒子检测器中的气体混合物。

第三台泵用作备用，以应对实验过程中出现任何故障的情况。由于检测器气体混合物必须无污染且其循环不受损害，KNF 流程泵因其清洁度、气密性和可靠性被证明是理想的解决方案。