ケーキの上の一粒のラムレーズン 第三宇宙

第1章 2008年、第3宇宙

第4話 クエンチ１、2008年9月19日（金）

クエンチ、2008年9月19日（金）

　セルンの大型ハドロン衝突型加速器が最初のビームを周回させたのは、9月10日だった。その日は避けての出張だった。世界中から人が集まり、お祭り気分なので、宮部さんと湯澤さんの調査、私の取材どころの話ではないだろうということだった。しかし、別のイベントがまだあった。

　2008年9月19日、今日の磁石励磁試験だ。５テラ電子ボルト相当まで電流を上げていく試験である。このレベルの出力を出すのは人類初であった。宮部さんと湯澤さんもパーツの高負荷試験になるこの磁石励磁を見学するのが、今回の目的の一つ。人類が初めて５テラ電子ボルトの出力まで到達するイベント。

　しかし、2008年9月19日、磁石励磁試験で大規模な事故が起こった。一歩間違えば、プロジェクト全体が致命的な打撃を受ける事故だった。

　大型ハドロン衝突型加速器は、超伝導磁石同士を直列につないでいる。その数は数千ヶ所。その内の一か所に200 nΩ程度の大きな接続抵抗があったのだ。溶接がうまくできていなかったのだろう。５テラ電子ボルトまで電流を上げていく途中で、その箇所の発熱により超伝導状態が維持できなくなり常伝導に戻ってしまった。この状態をクエンチという。

　あいにく磁石の接続部はクエンチに対する保護がいちばん弱い部分であって、熱暴走が発生した。接続が熔けて、アーク放電が発生し、ビームパイプとクライオスタットの真空壁に穴を開けた。この事故により、大量の液体ヘリウムが流出した。超電導が破れたためだ。

　LHCは８セクターに分かれている。１セクターあたり保有するヘリウムは15トン。合計120トンの液化ヘリウムが循環して超電導を保っている。クエンチが起こると、液化ヘリウムは流出して、爆発的に気化する。LHCの弱い部分が破断する。コライダーのトンネル内はヘリウムで充満する。

　『ビッグバン・セオリー』のシェルドンがヘリウムガスを吸い込んでキンキン声になったレベルの量じゃない。

　熱膨張した大量のヘリウムが流出した。その「突風」によって多くの磁石がずれ、結局39台の偏向磁石と14台の四重極磁石の交換が必要となった。ビームパイプに穴があいたため、数キロにわたって、内部が煤や断熱材の破片で汚染された。

　日本企業は、これらの設備の多くを供給していた。収束用超伝導四極磁石は東芝、超伝導ケーブルの製造は古河電気工業、電磁石用特殊鋼は新日鉄住金、川崎製鉄、極低温ヘリウム冷却設備はIHI、シリコン検出器・光電子倍増管・光検出ダイオードは浜松ホトニクスといった多くの企業が関わっている。それら装置・部品の設置はセルンの責任とは言え、宮部さんと湯澤さんも調査しないといけなかった。

　結局、このクエンチの発生によるシステムのリペアは、2019年５月までかかった。大型ハドロン衝突型加速器は復旧はできた。しかし、復旧できないものもあったのだ。