RESEARCH AND DEVELOPMENT FOR FUTURE LHC SUPERCONDUCTING MAGNETS WP STATUS J.M. Rifflet – Steering committee –September 4 th 2015.

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1 RESEARCH AND DEVELOPMENT FOR FUTURE LHC SUPERCONDUCTING MAGNETS WP STATUS J.M. Rifflet – Steering committee –September 4 th 2015

2 LES 7 WORK-PACKAGES DescriptionCERNCEA WP1Coordination and monitoring of activitiesL. BotturaJ.M. Rifflet WP2 Design and prototyping of a new Nb-Ti Q4 pour HL-LHC E. TodescoM. Segreti WP3 Completion of the Nb 3 Sn magnet FRESCA2 and participation to the tests P. FerracinF. Rondeaux WP4Support in the Nb 3 Sn technology R&DJ.C. PerezM. Durante WP5 Completion of the HTS insert winding for FRESCA2 G. De RijkM. Durante WP6Study of HTS magnets at high fieldG. De RijkPh. Fazilleau WP7Mechanical study of Rutherford cableL. OberliP. Manil Luc a récemment pris sa retraite, il nommer un nouveau responsable CERN CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015

3 WP2 : Q4 MAGNETS FOR LHC UPGRADE CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015

4 WP2 : Q4 MAGNETS FOR LHC UPGRADE CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015 Situation début juillet: Etudes bien avancées Appros lancées  Début bobinage prévu en janvier 2016 Changement de design: Pb de stabilité des alims en courant Réduction importante du coût (aimant, tests) Conducteur disponible au CERN  Il faut entériner les nouveaux paramètres:  Câble « MQM », 2 couches  Ouverture aimant : 90 mm

5 WP2 : Q4 MAGNETS FOR LHC UPGRADE CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015 Estimation pour revenir au même point (études magnétiques, mécanique, protection, études détaillées composants et outillage) : ~ 1 an  Concentrer nos efforts pour démarrer le bobinage si possible avant fin 2016 : livrable WP2 = 1 er pôle Q4  Propositions : L’étude d’intégration masse froide, initialement prévue en 2016, est actuellement menée au CERN (H. Prin).  supprimer cette étude de l’accord et la remplacer par la nouvelle étude Q4 (quantité de travail comparable) QUACO : PCP (CERN-CEA-CIEMAT): permettre à l’industrie de mettre le pied à l’etrier en participant à la R&D pour Hilumi. Etude et réalisation prototype Q4 double ouverture, full length  Faut-il conserver le proto Q4 court double ouverture ?  réduction du nb de pôles à 6 (au lieu de 12)

6 WP2 : Q4 MAGNETS FOR LHC UPGRADE CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015 New Q4 production for HL-LHC (new design + QuaCo) With a new magnetic design using MQM cable, the fabrication and test of the short model single aperture is delayed to 2017

7 WP2 : Q4 MAGNETS FOR LHC UPGRADE CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015 livrables Milestones and deliverables N°Description Initial collaboration agreement Today * 2.1 Complete design of the single aperture magnet short model December 2014July 2016 2.2Winding and polymerization of short coil 0August 2015December 2016 2.3Completion of all coils (3 sets in total)January 2016July 2017 * 2.4 Single aperture magnet short model assembly February 2016September 2017 2.5 Assembly procedure end of cold mass (quad + correctors) December 2016December 2017 ** * 3 mois plus tôt si 6 bobines au lieu de 12 ** Si la tâche est conservée

8 WP3 : FRESCA2 MAGNET CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015

9 WP3 : FRESCA2 MAGNET CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015 Longue période d’incertitude sur Quantification du rétreint axial du conducteur Moyen de prise en compte de ce phénomène  Modification de l’outillage de bobinage (3 parties)  Réunion technique en juin  Procédure choisie (jeux 1+1 mm, fermés avant réaction)

10 WP3 : FRESCA2 MAGNET CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015 1 ère bobine Nb3Sn bobinée sans problème à Saclay Réaction au CERN terminée Imprégnation en préparation 2 ème bobine Nb3Sn Démarrage du bobinage semaine prochaine On est entré en phase de production Planning OK

11 WP4 : NB3SN TECHNOLOGY DEVELOPMENT CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015

12 WP4 : NB3SN TECHNOLOGY DEVELOPMENT : CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015 Les mesures de variation d’épaisseur du câble pendant la réaction ont commencé Préparation d’échantillons pour la caractérisation mécanique en cours Adaptation outillage pour tests de caractérisation va démarrer (renfort Mo vient d’arriver) Tests de dilatation sur conducteur FRESCA2 Poursuite des essais avec nouvel outillage Cette étude, si elle permet de maîtriser la techno pour FRESCA2, devra être poursuivie dans l’avenir

13 WP4 : NB3SN TECHNOLOGY DEVELOPMENT : CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015 N°Description Kick off meeting Today 4.1Mechanical test facilities designSeptember 2014Sept/Oct 2015 4.2Mechanical test facilities readyDecember 2014December 2015 4.3Dilatation tests report – preliminaryJuly 2014September 2015 4.4Dilatation tests report - finalDecember 2014December 2015 4.5Report on Mechanical tests at SaclayDecember 2015T1 2016 ? Poursuite des activités: Mesure de dilatation câble: Poursuite des mesures de dilatation thermique FRESCA2 (RRP et PIT) câbles Campagne de test pour câble QXF et « 11T » Caractérisation mécanique: Préparation ten stack (PIT et RRP) pour test CERN et Saclay Mesures mécaniques à Saclay Livrables

14 WP5 : HTC INSERT CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015

15 WP5 : HTC INSERT CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015 Etudes terminées pour version standalone (composants et outillages) Tests de bobinage et d’assemblage aimant dummy (rubans inox).  OK Assemblage final avec pads  fin septembre  Aimant HTS pour fin 2015 Test standalone en préparation Assemblage pour test sous champ externe à étudier

16 WP5 : HTC INSERT CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015 N°DescriptionKick off meeting09/2015 5.1Test of the prototype at LNCMISeptember 2013 Test of a second prototype at LNCMI March 2015No more foreseen 5.2Construction of the insertJune 2015November 2015* 5.3Test report of the insert inside FRESCA2 September 2016*September 2016** * Depending on FRESCA2 activities at Saclay **depending of FRESCA2 schedule Livrables

17 WP6 : HIGH FIELD MAGNET STUDIES CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015

18 WP6 : HIGH FIELD STUDIES CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015 Le WP porte sur les configuration d’aimants d’accélérateurs “20T”. Pour les aspects mécanique et matériaux 4 configuration retenues: Insert Cos Theta : Fait Insert en blocks (Grenoble) : Fait 2 autres structures (J von Nugteren) Reste à faire: Etude de 2 configurations Sélection de matériaux pouvant répondre au problème Rapport

19 WP7 : MECHANICAL STUDIES OF RUTHERFORD CABLE CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015

20 WP7 : MECHANICAL STUDIES OF RUTHERFORD CABLE CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015 Modélisation du formage du câble : activité redémarrée en avril (Post doc)  Machine HPC (Cocascope)  Maillage avec nombreux codes (Rhino3D, Meshlab, NettFab, K-3D, gmsh, Salom, Europlexus,…  Validation par observation (microscope à balayage, Tomographies X, analyse statistique) Comportement du câble en fonctionnement  Loi de comportement du brin (tests de traction, mesure de dureté et rigidité locales)  Simulation de comportement du câble en fonctionnement  Comparaison avec tests mécaniques

21 DELIVERABLES ET PAIEMENTS CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015

22 DELIVRABLES ET PAIEMENTS CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015 660 k€:  Attendre fin 2015 pour le premier paiement ?

23 COMMANDES DE MATÉRIEL PASSÉES PAR SACLAY CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015 Etat des dépenses fin juin 2015 engagéPayé WP117.00 WP211478.600.00 cales angulaires, axes et coins de positionnement, moule de polymérisation WP38299.797635.00expeditions, traitements de surfaces, mécanique WP4355.98 matière WP53489.22 Ruban d'acier, matériel pour adaptation machine à bobiner WP6 WP7 Total23640.5911497.20 Pour WP2, la commande de cales angulaire 6400 € a été stoppée début juillet La possibilité pratique de facturation sans mise en place d’un avenant est en cours de vérification La somme est relativement faible. Faut-il facturer maintenant ?