Universiteit Twente verbetert supergeleidende kabels

Samenvatting

Mechanische stress staat veel supergeleidende toepassingen nog in de weg. De UT heeft wikkelmethoden ontwikkeld om supergeleidende kabels stress bestendiger te maken.
 

Universiteit Twente verbetert supergeleidende kabels

(01 okt 2011)    In de Iter-reactor in aanbouw, van 29 meter hoog, zullen naast de centrale spoel (central solenoid) diverse andere supergeleidende spoelen te vinden zijn. Deze zorgen voor het opwekken van het actieve plasma, de vormgeving ervan en de stabilisatie.
De electrische stromen door deze spoelen zijn extreem hoog: meer dan 10 duizend ampere bij magneetvelden van 13 tesla. Deze combinatie veroorzaakt zeer grote mechanische krachten op de kabels.
Mechanische stress staat veel supergeleidende toepassingen nog in de weg. De Twentse vakgroep heeft theoretische en experimentele kennis in huis om kritische parameters als stromen, magnetische velden en temperaturen te beheersen.

De kabels, van niobium met tin of titanium, bestaan uit meer dan duizend draden, op hun beurt opgebouwd uit duizenden ultradunne supergeleidende filamenten met een doorsnede van enkele micrometers. De kleine afmetingen zijn nodig om magnetisatieverliezen te beperken.

Prof. dr. ir. Marcel ter Brake van de Universiteit van Twente stelt daarom een minder strakke vervlechting voor van de kabels die de spoel vormen. Daardoor zijn de kabels mechanisch stabieler. Ook de wisselstroomverliezen blijken nog eens lager te zijn. De prestaties van de centrale spoel van Iter blijven zo langer op peil.
De draadstrengen worden slim gewikkeld tot kabels en in stalen behuizingen samengeperst om de hoge mechanische belastingen, van de heersende magneetvelden, aan te kunnen. Dat is nodig om de mechanische defecten beter onder controle te krijgen, anders zijn de spoelen na een beperkt aantal runs onbruikbaar.
De in Frankrijk gemaakte Iter-kabels worden in Twente getest. Ter Brake's medewerker Arend Nijhuis, adviseur van Iter, heeft symulatie modellen ontwikkeld die hebben geleid tot een verbeterd wikkelschema.

(Pieter J.T.Bruinsma, PA0PHB) 

Referenties, informatie:

Univ Twente University of Twente puts cables for fusion reactor ITER to the test

De supergeleidende kabels voor ITER verpakt in een mantel van RVS en honderden afzonderlijke draden die een kabel vormen
De supergeleidende kabels voor ITER verpakt in een mantel van RVS en honderden afzonderlijke draden die een kabel vormen

lll