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UPS系统在大型强子对撞机与粒子物理实验中的应用.docx

更新时间：2026-10-06 12:38:30 大小：38K 上传用户：潇潇江南查看TA发布的资源 标签：UPSLHC粒子物理实验超导磁体供电系统 下载积分：2分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

UPS系统在大型强子对撞机与粒子物理实验中的应用

引言

大型强子对撞机（LHC）和粒子物理实验（如ATLAS、CMS、ALICE、LHCb）是人类探索物质世界基本组成和宇宙起源的最前沿科学装置，对供电系统的要求在所有科学设施中最为苛刻。粒子物理实验UPS的特殊性在于：极端功率脉冲（对撞机的磁体系统在运行时消耗巨大功率，脉冲功率可达数百兆瓦，UPS需在脉冲间隙提供稳定的电压支撑，确保磁体系统的稳定运行）、超高精度供电（粒子探测器的电子学系统需要极低噪声的供电环境，电压噪声>1μV就可能导致探测器信号的信噪比下降，影响物理事件的识别和重建）以及连续运行要求（对撞机每年运行数万小时，任何供电中断都可能导致正在进行的物理实验数据丢失，恢复后需重新校准探测器，造成数天至数周的数据采集时间损失）。本文从大型强子对撞机的供电需求出发，系统阐述粒子物理实验UPS的技术要求和解决方案。

对撞机供电需求

超导磁体系统

大型强子对撞机的超导磁体系统（约9600块超导磁体）需在1.9K的液氦温度下运行，磁体系统需要持续供电以维持超导状态。磁体系统UPS需在供电中断时提供备电，确保磁体系统的失超保护系统可靠动作，在失超发生时快速释放磁体储能，保护磁体不受损坏。磁体系统UPS的容量需覆盖失超保护系统的供电需求，备电时间≥30分钟，切换时间0ms。

探测器电子学系统

粒子探测器的电子学系统（包括硅径迹探测器、电磁量能器、缪子谱仪等子探测器的前端电子学、读出电子学和触发电子学）需要极低噪声的供电环境，电压噪声>1μV就可能导致探测器信号的信噪比下降。探测器电子学系统UPS需满足以下要求：输出电压纹波<0.1μV，电压稳定度<0.001%，电磁辐射限值满足粒子物理实验的严格EMC要求。


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