CERN laboratorija yra varoma pritrenkiančiu elektros energijos kiekiu – sužinokite, kodėl?
Nuotrauka: CERN

CERN laboratorija yra varoma pritrenkiančiu elektros energijos kiekiu – sužinokite, kodėl?

Europos branduolinių mokslinių tyrimų organizacija, CERN, yra plačiai žinoma dėl didžiausios pasaulyje dalelių fizikos laboratorijos, valdančios neabejotinai sudėtingiausią bei didžiausią dalelių greitintuvų kompleksą. Kai CERN Didysis hadronų priešpriešinių srautų greitintuvas (LHC) ir su juo susiję keturi didieji dalelių detektoriai veikia visu pajėgumu, CERN laboratorijos elektros apkrovos pilnoji galia yra apie 200 megavatų (MW)[1]. O darbingais metais CERN sunaudoja 1,3 teravatvalandžių (TWh) elektros energijos.

Tam, kad galėtumėme geriau įvertinti, kiek daug energijos sunaudoja ši laboratorija, palyginkime ją su Lietuva. 2019 metais Lietuvos elektros apkrovos pilnoji galia siekė 2029 MW[2], o šalis suvartojo 13,3 TWh elektros energijos per metus [3]. Taigi CERN laboratorija sunaudoja net dešimtadalį tos energijos, kurią sunaudoja visa Lietuva, ir laboratorijos apkrovos galia siekia net dešimtadalį visos Lietuvos!

1 paveikslas. Didžiojo hadronų daužiklio (LHC) atkarpa tunelyje Šveicarijos-Prancūzijos pasienyje. Mėlynai nudažytuose vamzdžiuose yra įtaisyti dipoliniai superlaidūs elektromagnetai. Nuotrauka: CERN.

Visa elektros energija į CERN teka iš Prancūzijos, bet atsarginė pastotė stovi ir Šveicarijos pusėje. Žiemos mėnesiais, kai LHC greitintuvas būna išjungtas, apkrovos galia siekia tik 80 MW. Tačiau kai žymusis greitintuvas veikia, jo sunaudojamos elektros sąnaudos – didžiulės. Vien tik Didysis hadronų greitintuvas ir susiję dalelių detektoriai turi 120 MW apkrovos galią ir per metus sunaudoja 750 GWh energijos.

Kam skirti tokie gausūs elektros energijos ištekliai? Ši elektros energija skirta daugiausia palaikyti kriogeninę – itin žemos temperatūros – aplinką greitintuvo vamzdyje, įkrauti superlaidžius elektromagnetus ir įjungti dalelių detektorius.

Nemažai elektros energijos reikia ir procesams, vykstantiems radijo dažnių rezonatorių ertmėse. Antrame paveikslėlyje pavaizduotose įrenginiuose dalelių spinduliai yra stipriai greitinami ir jiems suteikiama 0,2 MWh energija. Gal skaičius ir neatrodo įspūdingas, tačiau šiuos dalelių spindulius sudaro maždaug 1 nanogramas protonų, kurie pilnai įgreitinti turi tokią pat energiją, kaip 48 tonas sveriantis Boeing 737 lėktuvas, skrendantis 600 km/h greičiu. Tokiais lėktuvais tenka skristi naudojantis „Ryanair“ avialinijų paslaugomis.  

2 paveikslas. Didžiojo hadronų daužiklio radijo dažnių rezonatorių ertmės, kuriose elektriniu lauku yra greitinami protonai. Nuotrauka: CERN.

Siekdama išlaikyti, atnaujinti ir plėsti laboratorijos įrangą, CERN kasmet išleidžia apie 50 mln. Šveicarijos frankų elektros instaliacijoms ir elektronikai. Didelę dalį elektros instaliacijų sudaro elektros paskirstymo įrenginiai, transformatoriai, kabeliai ir jungtys, valdymo ir automatikos įrenginiai, o pagrindinę naudojamos elektronikos dalį apima gãlios elektronika (3 pav.) ir maitinimo šaltiniai.  

Aptarnauti šią didelę laboratoriją reikia ne tik daugybės specialistų, bet ir skirtingų tiekėjų ir partnerių. Jei manote, kad Jūsų įmonė turi, ką pasiūlyti CERN – turime pasiūlymą kaip tik Jums. Šių metų balandžio 25-29 dienomis CERN Pirkimų grupės atstovai atvyksta į Baltijos šalis. Vizito „CERN-Baltic Industry Road Show“ tikslas – susipažinti bei susitikti su potencialiais tiekėjais ir ateities partneriais. Todėl kviečiame verslus, ypač inžinerinės pramonės ir pramonės paslaugų įmones, pamėginti tapti CERN organizacijos verslo partneriais: https://forms.gle/vgUjfuyHDGqfs1GT6

3 paveikslas. Tranzistorinių stiprintuvų ir galios keitiklių instaliacijos, tiekiančios elektros energiją radijo dažnių rezonatorių ertmėms. Nuotrauka: CERN.

[1] https://home.cern/science/engineering/powering-cern

[2] https://www.litgrid.eu/index.php/sistemos-duomenys/vartojimas/80

[3] https://enmin.lrv.lt/lt/veiklos-sritys-3/elektra/sektoriaus-veikla-3