作者:倪思洁 来源:中国科学报 发布时间:2022/2/6 11:01:50
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除夕突遇故障,北京正负电子对撞机春节抢修记

 

1月31日,除夕。上午十点,岳军会正准备上街买个猪肘子,给年夜饭添道大菜。就在这时,手机响了。

“岳老师,突发故障,您快来看看……”电话那头,他的学生尹頔声音焦急。

岳军会是中科院高能物理研究所的研究员,尹頔是中科院高能物理研究所的工程师,他们既是师生,也是北京正负电子对撞机(BEPCII)反馈系统的前后两代负责人。

自从尹頔有能力独当一面之后,岳军会就把负责人的任务交给了他。岳军会知道,如果是一般性的小问题,尹頔不会给自己打电话。挂了电话,他把买猪肘子的事抛在脑后,直奔BEPCII的对撞机隧道……

2月2日(大年初二),真空、束测人员在做真空检漏(中科院高能物理所供图)

哪里出问题了?

岳军会到达隧道外围时,尹頔已经在那里了。尹頔是第一个接到故障电话的人,拨出电话的人是除夕当天的值班人员邢军。值班时,邢军通过各种数据判断,问题可能出现在反馈系统上。

反馈系统,被视为束流“稳定器”,控制着对撞粒子束的振荡。作为“稳定器”的负责人,尹頔的手机从不关机,因为一旦“稳定器”出了故障,BEPCII就很难正常运行。

去年暑期,BEPCII完成常规停机检修之后,为了获得更多新物理现象,科研人员决定在稳定高效运行的基础上,提升正负电子流强并持续保持高流强运行。与之相应的加速器各系统也开始挑战运行极限。

岳军会和尹頔简单地交流了一下故障情况,之后就开始争分夺秒地检查加速器隧道外的设备。放大器正常,环流器正常,功分器正常……所有设备都正常……问题到底出在哪里?

于是,他们决定停掉电子束流,进入隧道内检查。很快,他们发现,有一处电缆的外皮有被烧融化的痕迹。岳军会凭经验推测,真空穿墙子可能坏了。

“真空穿墙子”是一种连接真空和大气的元件,在加速器里,正负电子是在超高真空环境中运动并发生对撞的,真空穿墙子既能实现真空密封,又能传输功率,在真空腔内建立电磁场,控制束流。

粗大的电缆拆卸起来需要技巧,岳军会又打电话给组里经验丰富的高级实验师汪林,请他来支援。拆完电缆后,他们发现,因为给负载冷却的管道被杂质堵塞,导致负载损坏,从而导致电缆接头和安装在腔壁上的真空穿墙子被烧毁。

1月31日(除夕),工作人员检查k1速调管的真空状态(中科院高能物理所供图)

牵一发而动全身

真空穿墙子被烧坏,反馈系统就不能正常运行,BEPCII也无法正常运行,因此必须更换设备,而这意味着要彻底破坏加速器的真空环境。不仅如此,正电子源靶心水冷系统漏水,也需要紧急处理。

“这已经不是一个系统能解决的问题。”岳军会回忆。

一场与时间赛跑的故障抢修正式开始。除夕当天下午,BEPCII加速器运行指挥部紧急部署,束流测量、真空、运行、正电子源、通用等各个系统的相关人员马上从家里出发,两个小时内全部到达加速器隧道,进行设备更换前后的准备工作。

BEPCII储存环真空系统负责人高级工程师郭迪舟,召集系统成员对加速器待更换设备的区段进行充氮保护,防止设备拆解时大气压把外部的灰尘带进加速管道。

氮气充好后,束流测量和真空系统人员一起更换被烧毁的设备;真空系统人员开始检漏,确保安装成功。

接下来,他们又为加速管道加热,以便加速器内部的气体能尽快排出并重回真空状态。此时,束流测量系统安装负载和温度探头。BEPCII正电子源系统负责人陈光辉也在通用运行、工厂积极协助下,解决了正电子源靶心漏水的问题。

此外,利用故障的停机间隙,低温维护人员和运行值班人员还进行了低温维护和速调管老炼工作,保障BEPCII恢复运行之后的高效率。

2月2日,大年初二上午10点,经过48小时加班加点的忙碌,故障设备抢修工作完成。

“虎年伊始,我们遭遇了‘拦路虎’,在这个最重要的中国传统节日,大家高质量完成了故障件的维修。”抢修完成后,中科院高能物理研究所加速器中心副主任于程辉在加速器运行维护的微信群里为大家鼓劲。

2月2日(大年初二),工作人员处理正电子源靶心水冷系统漏水(中科院高能物理所供图)

新任务又来了

2月4日,大年初四,立春。中午十二点,刚从BEPCII加速器中央控制室出来的岳军会,遇到了迎面走来的加速器高频系统同事戴建坪。

“现在怎么样了?”戴建枰问。

“没问题,初五可以运行。”岳军会回答。

今年春节,这是他们与众不同的新年问候方式。

“恢复运行时,相关系统的负责人都要到现场待命,所以大家都很关心恢复运行的时间。”和同事“寒暄”完,岳军会扭过头向记者解释。

他告诉《中国科学报》,对于正在运行的加速器来说,大大小小的故障非常常见,正因如此,BEPCII加速器运行团队不管在什么节假日都会安排人员留守值班,这样的坚守也让BEPCII在过去四年里连续获评中国科学院大科学设施运行评比一等奖。

“每年春节,运行团队的成员大部分都会留在北京,随时待命。”岳军会说。

2月5日,初五,一大早,BEPCII又热闹起来,上午八点,加速器电子环束流成功恢复。

忙碌了整整一个春节,他们依然无暇休息。大家从工作群里收到了新任务:“为了保证年度运行任务,保证故障排除之后机器运行的高效性,经与各系统负责人沟通,特做以下安排……”

2月4日(大年初四),尹頔正在BEPCII中央控制室值班(倪思洁摄)

记者手记:

大科学装置的保健医生

人吃五谷杂粮,难免不生病,大科学装置也一样。

运行时间和故障时间的比例,是大科学装置运行评价的考量指标之一。无论建得有多精巧、多牢固,大科学装置在运行过程中总会遇到大大小小的故障。正因如此,对它们的运行维护尤为重要。一旦装置出现问题,运行维护人员必须立即行动,用最快的速度解决问题,降低故障时间。

大科学装置的运行维护人员,就像装置的保健医生一样,时刻关注着装置的运行指标。在北京正负电子对撞机里,运行维护团队中有些是像尹頔一样的90后、80后,有些是像岳军会一样的70后甚至60后,无论年龄大小、资历深浅,他们一天24小时,一年360多天,手机从不关机,只要团队需要,他们必须放下手头的活儿,告别等待他们的家人,第一时间赶到现场。

装置每一个重大科学产出的背后,都离不开他们的守护,可这些科学产出成果上却很少会出现他们的名字。似乎只有在装置出了故障时,才能显示出他们存在的重要意义,可是他们的新年心愿是“希望装置不出故障、稳定高效率运行”。

“我很渺小,在地球上找不到自己的坐标。我也伟大,因为我融入了宏伟的事业。”一位航天人曾写下这首小诗。这何尝不是各个大科学装置运行维护团队成员们的心声。在北京正负电子对撞机工作,尹頔心中充满自豪,他很荣幸能融入这个被写进历史教科书的大科学装置,他和他的同事们有一个共同的座右铭:“干惊天动地事,做隐姓埋名人。”(倪思洁)

 

 
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