Que se passerait-il si vous mettiez votre main devant le faisceau de 7 TeV au LHC?

CHASSEUR DE TROLL

Que se passerait-il si vous mettiez votre main devant le faisceau de 7 TeV au LHC?


Quelques spéculations ici:
http://www.youtube.com/watch?v=_NMqPT6oKJ8

Y a-t-il une possibilité qu’il passe «non détecté» dans votre main, ou est-ce une mort certaine?

Pouvez-vous conclure que c’est vital, ou seulement perdre votre main?

Serait-ce simplement un petit trou cylindrique dans votre main, ou y a-t-il une sorte d’effet d’explosion?

Supposons que votre main ait une section transversale de 50 cm² et une épaisseur de 2 cm, quelle quantité d’énergie du faisceau serait transférée à votre main?

Réponses


 dmckee

Un faisceau mal orienté au CEBAF a simplement coupé un trou dans la paroi en niobium de la cavité et a inondé la moitié de l’accélérateur d’hélium (les cavités supraconductrices ont besoin d’une gaine d’hélium liquide pour fonctionner …).

Nous étions en panne depuis plus d’une semaine.

C’est une machine à faisceau d’électrons, et un courant très élevé (jusqu’à

400 μ UNE

!), les détails seraient donc plutôt différents de ceux du faisceau du LHC.

De même, à propos de

60 μ UNE

de

5.5 g e V

les faisceaux de cette machine ont partiellement fondu une de mes cibles en fer (suffisamment épaisse pour qu’environ 6% du faisceau interagisse avec la cible) malgré un raster étalant le faisceau sur environ

2 m m 2

, car nous n’avions pas un contact thermique suffisant avec le cadre refroidi à l’eau de l’échelle cible.

Les faisceaux à haute énergie et à courant élevé peuvent transporter beaucoup d’énergie.


Retour à la question posée:

Traitez votre main comme de l’eau. Le livret de données sur les particules établit la perte d’énergie par proton à environ

2,5 M e V / g / c m 2

ou quelque chose comme

4

8 M e V

bien que votre main, selon la façon dont vous êtes joufflu. (Nous ne sommes qu’à quelques ordres de grandeur au-dessus de l’énergie d’ionisation minimale, donc ce n’est pas très sensible à l’énergie réelle du faisceau.)

Phillip dit

1.2 × dix 11

protons par faisceau dans l’anneau, environ 11 000 passages par seconde (

3.0 × dix 8 m / s / 27 k m

), donc

1,3 × dix 15

protons par seconde est

8 × dix 15 M e V / s = 1300 J / s

est un peu de chaleur, et entraîne un chauffage d’environ

300 K / s / (cm cubes exposés)

. Pour finir ici, nous devrons savoir quelque chose sur le diamètre du faisceau.

Votre temps réflexe pour déplacer votre main est sur ordre de

0,1

0,2

secondes.

Cela va faire mal: vous serez gravement brûlé, et les dégâts s’étendront sur toute la profondeur de la chair exposée, plutôt que d’être limités à la surface comme avec les brûlures de contact que nous connaissons tous.

Nick T

400 µA est un courant de faisceau très élevé? Il semble que de nombreuses sources de lumière synchrotron fonctionnent dans les centaines de mA.

dmckee ♦

@ NickT: Eh bien … euh … c’est un courant élevé lorsque vous prenez le faisceau sur la cible au lieu de récolter les photons, de toute façon.

Nick T

Ah, c’est logique

Andre Holzner

le temps réflexe de 0,1 à 0,2 seconde est beaucoup plus long que le temps nécessaire au faisceau pour effectuer un tour (ce qui

dmckee ♦

@AndreHolzner Hmmm .. bon appel à la perte de faisceau. Je ne sais pas pourquoi je n’ai pas vu ça. Cela va faire chuter considérablement l’énergie totale, bien que je ne pense pas que cela change trop la conclusion; moins de dégâts, mais toujours importants et tout au long. A part: le


 Olaf

Eh bien, il y a l’histoire incroyable d’un gars qui a effectivement mis sa tête dans un faisceau de protons, le scientifique russe Anatoli Petrovich Bugorski . Cela s’est produit au synchrotron U-70, près de Moscou, à l’Institut de physique des hautes énergies.

Mais le fait est qu’il n’a en fait ressenti aucune douleur. Il a souffert d’attaques épyleptiques et de dommages à la peau et au cerveau. Citant de:

Ce qui se passerait…?

Bugorski se penchait sur l’équipement lorsqu’il a collé sa tête dans la partie traversée par le faisceau de protons. Selon les témoignages, il a vu un flash « plus brillant que mille soleils », mais n’a ressenti aucune douleur. Le faisceau mesurait environ 2000 gris lorsqu’il est entré dans le crâne de Bugorski et environ 3000 gris lorsqu’il est sorti après être entré en collision avec l’intérieur de sa tête.

Pour être clair, un gris est l’unité d’énergie absorbée et 1 gris est égal à 1 joule / kg. À titre de comparaison, les tomodensitogrammes fonctionnent dans la plage ~ 50 mGy et la radiothérapie dans la plage ~ 50 Gy. Ce qui est bizarre, c’est que si vous êtes exposé à> 5 Gy, c’est généralement mortel. Mais cela s’applique au rayonnement habituel, le rayonnement gamma. L’effet d’un faisceau de protons est moins connu.

Les protons dans le faisceau peuvent être accélérés jusqu’à ~ 70 GeV, soit 1/2000 de la gamme LHC. Il y a aussi la luminosité du faisceau, qui est une mesure du nombre de particules volant à travers une zone unitaire par unité de temps. Le LHC peut atteindre 10 ^ 34 1 / (cm ^ 2 s ^ 2) et l’U-70 environ 10 ^ 32 1 / (cm ^ 2 s ^ 2). Donc, l’estimation la plus naïve serait une augmentation de 10 ^ 3 – 10 ^ 5 de la dose de rayonnement – mais cela ressemble plus à une limite supérieure.

Cela ne détruira pas votre main ni ne la fera exploser. Mais les effets des radiations sont assez graves et vous vous retrouverez avec une main mutante.

gigacyan

La densité de rayonnement était si élevée que ses cellules cérébrales n’avaient aucune chance de muter – elles ont juste brûlé.

Anixx

La main mutante est peu probable. L’organisme possède des mécanismes naturels contre la mutation et les cellules mutées se tuent. On s’attend à de graves brûlures.


 Philip Gibbs – inactif

Chaque paquet de protons circulant dans le LHC à pleine puissance aura environ 120 milliards de protons de 14TeV chacun, soit

1,6 × dix 24

eV qui est d’environ 250000 Joules. Comparez cela avec une balle de fusil haute puissance transportant 1000 Joules ou une petite grenade qui libère 600000 Joules.

Mais quelle quantité de cette énergie sera libérée dans votre main? On dit que les protons du LHC peuvent pénétrer 10 m dans le cuivre, beaucoup passeront donc par 2 cm de chair sans perdre beaucoup d’énergie. Cela signifie que l’énergie destructrice libérée dans la main pourrait ne représenter que 1/1000 du total du faisceau, ce qui pourrait être comme être touché par une petite balle.

Je pense que ce sera encore suffisant pour faire beaucoup de dégâts. Il se présentera également sous forme de rayonnement de haute énergie qui va se propager à partir du point d’impact. Il est difficile d’être sûr de la quantité d’énergie qui se convertira en différentes formes telles que la chaleur et le souffle, et dans quelles directions, mais quelle que soit la façon dont cela se passe, je pense qu’il y aura beaucoup de dommages initiaux et le rayonnement après les effets aura également le potentiel de être fatal.

Une dernière modification: il convient de mentionner qu’ils peuvent faire circuler jusqu’à 2800 de ces grappes à la fois, donc cela pourrait ressembler davantage à être touché par 2800 petites balles en une fraction de seconde.

Edit: la question a été changée de 14TeV à 7TeV pour l’énergie correcte du faisceau LHC, utilisez donc la moitié des nombres ci-dessus

dmckee ♦

La perte d’énergie n’est pas très supérieure à l’ionisation minimale, donc environ 6 MeV par proton (soit environ 1 millionième de l’énergie du faisceau).

Nigel Seel

Donc énergie du faisceau = 250 kJ. Un millionième déposé dans la main = 0,25 J. 2 800 faisceaux donne 700 J. Comme un plomb à carabine à air à très haute vitesse.

Nigel Seel

Cependant, la main devrait être dans le vide (comment est-elle arrivée?) Et une fois que le faisceau aurait touché la main, il perdrait sa concentration et les restes se disperseraient principalement dans les murs du LHC en aval (à quel point cela vous rendrait-il populaire?) … Le faisceau serait dissipé avant que vous ayez eu la possibilité de déplacer la main de manière significative, il est donc peu probable que votre main soit coupée en deux.

Andre Holzner

Le nombre prévu de grappes est de 2808 par poutre (voir ici et


 Carl Brannen

Ce que Gibbs a dit (+1), sauf que parce que le faisceau est hautement relativiste, la probabilité que le rayonnement soit envoyé dans des directions autres que le long de la ligne de faisceau est très faible. Vous pouvez le voir en examinant le problème dans le cadre de référence du centre de masse pour une collision typique. Parce que la relativité restreinte augmente la masse des protons dans le faisceau, le centre de masse des produits de la collision se déplacera toujours à presque la vitesse de la lumière.

Fondamentalement, il percera un trou douloureux dans votre main, quelque chose de moins de 1 mm de diamètre, selon la façon dont il se concentre. La décharge de faisceau du LHC prend un faisceau de 0,3 mm de diamètre. Pour les effets des faisceaux de protons de faible énergie, voir http://www.aapm.org/meetings/09PRS/documents/Flanz_AAPM_Final.pdf

Soit dit en passant, la raison pour laquelle ces physiciens sur YouTube n’ont pas de réponses réalistes est qu’ils pensaient debout. Je pense que c’était une question d’embuscade.

Georg

Ici: backreaction.blogspot.com/2009/11/… est une lecture d’un centre de thérapie par faisceau C12 ouvert à Heidelberg il y a environ un an. Y compris la comparaison d’un proton à un faisceau C12 dans les tissus.

Helder Velez

Parce que la main n’est pas une cible statique, je m’attendrais à plus qu’un trou.


 Lawrence B. Crowell

Dans les années 1970, certains chercheurs ont placé des graines dans un faisceau pour voir ce qui se passerait. Les plantes issues des graines ont été déformées. Il faudrait chercher cela pour obtenir les détails.

Si vous mettez la main dans le faisceau du LHC, une question est de savoir ce qui ferait le plus mal; les dommages dus aux particules de haute énergie qui claquent dans les noyaux de votre main, ou la marque de chaussure à haute vitesse que vous obtiendrez sur vos fesses. Une quantité raisonnable de l’énergie du faisceau serait déposée dans votre main, où les dommages primaires proviendraient des noyaux dynamités en morceaux des protons et du rayonnement secondaire de cela. Vous auriez des dégâts d’irradiation. Cependant, je soupçonne que ce serait comparable à obtenir un rayonnement provenant d’une source synchrotron. La plupart des cellules endommagées mourraient, celles qui sont légèrement endommagées pourraient avoir des modifications du génome qui pourraient conduire à des cellules transformées, voire à une croissance cellulaire incontrôlée. La croissance cellulaire fugitive dans les lignées cellulaires somatiques est ce que nous appelons le cancer.


 Rafael

En 2003, il y a eu un accident dans le Tevatron similaire à ce qui est demandé ici. Un des CDF Roman Pots est descendu par inadvertance dans le faisceau. En fait, cela a juste touché le halo parce que, je suppose, tout s’est arrêté automatiquement après cela. Je me souviens avoir vu quelques photos à l’époque … vous voudrez peut-être google.


 Anixx

Cela ressemblera beaucoup à avoir placé un bras dans un faisceau laser. Une fois, j’ai donné du sang pour analyse et le médecin a utilisé un pénétrateur laser pour obtenir le sang plutôt qu’une aiguille. C’était rapide et sans aucune douleur, les cellules de la peau se sont évaporées en un instant.

Poivre de Keenan

Non, la brûlure n’aurait rien à voir avec une brûlure au laser. La lumière laser est entièrement absorbée par la peau, mais un faisceau de protons TeV pénétrerait tout au long de votre main et de l’autre côté sans même être atténué de manière significative.

 

#au, #de, 7, devant, faisceau, Le, LHC, main, mettiez, passerait-il, que, se, si, TeV, votre, vous

 

facebook

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *