Alarm bij -100 graden

Nieuws | de redactie
16 november 2015 | Het mooie van wetenschap is dat het onverwachte en bijna rampzalige toch weer leerzaam blijkt. Sander Breur en het ondergrondse XENON100 in de Apennijnen kenden zo’n moment net na de start van hun nieuwe experiment. “De alarmen bleven afgaan en wij zagen de druk langzaam maar zeker stijgen.”

Het detecteren van deeltjes uit het heelal, die ons iets kunnen leren over het raadsel van de ‘donkere materie’ die het universum vult, is geen pad dat over rozen gaat. Wat doe je als je reserve koeler voor reparatie naar Rome is vervoerd en de koeling van het xenon-gas het begeeft diep onderin de bergen? Sander Breur vertelt:

“Het is bijna twaalf uur ‘s avonds, ik ben net een half uurtje wakker na een kleine twee uurtjes slaap. In de mail zie ik dat mijn nachtshift (00:00-08:00) verplaatst is naar de ochtend (08:00-16:00), dus ik heb even een momentje om op te schrijven wat er gebeurd is.”

Een van onze rampscenario’s

Het was half 5 vanmiddag toen ik van ons nieuwe experiment XENON1T naar ons huidige experiment XENON100 liep. Daar aangekomen bleek de andere shifter al bezig te zijn met een reparatie van het koelsysteem. Het vloeibaar xenon moet constant op ongeveer -100 graden gehouden worden, want als die koeling op houdt zou de gasdruk zo groot worden, dat je het xenon vrij zou moeten laten om te verhinderen dat het experiment gaat ontploffen.

Aangezien xenon meer dan 1000 euro per kilo kost, is die eventualiteit een van onze rampscenario’s…. Een van de onderdelen van het koelsysteem is een waterkoeler die wij nu moesten zien te repareren. Tijdens een routine reparatie – dachten wij – ging het mis. De gasbuis in de koeler ging kapot en het gas spoot eruit.
Breur1 

Koelsysteem van het XENON100 experiment. De water koeler koelt de helium (He) compressor die op zijn beurt het xenon koelt in de ‘PTR’. De leiding van de vloeibaar stikstof koeling is in bruin aangegeven. 

Normaal hebben we een reserve waterkoeler staan – want het is een cruciaal onderdeel van de koeling – maar die was nu voor reparatie in Rome.  Meteen gingen de alarmbellen af. Nu sloeg het volgende koelsysteem af en de druk in de detector begon langzaam op te lopen. Terwijl de andere ‘shifter’ meteen collega’s begon te bellen om af te spreken welke stappen er nu gezet moesten worden, dook ik achter mijn laptop om de druk en temperatuur van de detector in de gaten te houden.

Binnen 10 minuten waren de eerste twee collega’s ondergronds gearriveerd en hadden wij de belangrijkste mensen van ons samenwerkingsproject over skype en de telefoon gesproken. De alarmen bleven afgaan. Wij zagen de druk langzaam maar zeker stijgen.

Klik na twee minuten

De conclusie was dat de waterkoeler inderdaad niet reparabel was en voorlopig zou de noodkoeling ons tijdelijk moeten redden. Die noodkoeling bestaat uit een grote tank vloeibaar stikstof  op -200 graden, dat als alle andere systemen uitvallen het xenon voor 4 a 5 uur kan afkoelen. Elke paar seconden keken wij hoe de druk op liep. En maar hopen dat als deze het kritieke punt zou bereiken de vloeibare stikstofkoeling automatisch aan zou gaan.

Twee minuten later horen we de klik. We zien de buizen bevriezen, het werkt. Mijn hartslag keert terug naar normaal tempo.
Breur2 

Plot van de druk in de detector. De water koeler slaat af net na 16:40, de druk blijft oplopen totdat net voor 17:00 de emergency cooling met vloeibaar stikstof aangaat en de druk verlaagt en daarna stabiel houd.

We besluiten voor nu 24/h shifts in te stellen. De andere ‘shifter’ en ik nemen het elke acht uur van elkaar over en ander collega’s vullen ons aan, zodat we altijd met twee mensen zijn ondergronds. Elke paar uur zal het vat vloeibaar stikstof leeg raken en dat zullen we zelf moeten vullen daar in ons ondergronds lab op -1400 meter. Zolang we snel genoeg wisselen van vat zou onze detector de nacht moeten kunnen overleven tot het moment dat we de reserve waterkoeler van ons oudere experiment kunnen uitproberen. Met een beetje geluk geeft die genoeg koeling en zo niet dan moeten we doorgaan met deze ‘emergy cooling’  totdat we op maandag hopelijk die intussen gerepareerde waterkoeler uit Rome kunnen ophalen……

Nu ga ik dus maar weer slapen. De wekker staat op 7 uur. Hopelijk geen nieuw alarm meer vannacht.” 

Sander Breur was voorzitter van de LSVb en promoveert nu bij het Nikhef


 


Schrijf je in voor onze nieuwsbrief
«

ScienceGuide is bij wet verplicht je toestemming te vragen voor het gebruik van cookies.

Lees hier over ons cookiebeleid en klik op OK om akkoord te gaan

OK