ITER Nb3Sn 套管电缆导体耦合损耗、横向电磁载荷及轴向热收缩的优化
加速器物理
2015-05-30 v1
摘要
ITER 套管电缆导体（CICCs）由不同阶段缠绕的次级缆束构成，这些缆束经过绞合以抵消由时变外部磁场引起的耦合损耗。绞合节距长度的选择对应变敏感超导体（即 Nb3Sn）电缆的性能具有重大影响，因为电磁载荷和热收缩载荷很大，且交流耦合损耗产生的热载荷也不容忽视。通过在特定序列中对次级阶段应用更长的绞合节距，可以降低横向载荷并减少热循环退化，从而提供较大的电缆横向刚度、足够的轴向柔性和允许的最大横向股线支撑。对短样品（极向场导体）数据的分析表明，增加绞合节距可使有效轴向压缩应变增加超过 0.3%，且几乎不产生弯曲退化。为降低耦合损耗，需要选择特定的绞合序列，旨在最小化与外加变化磁场耦合并形成回路的股线和缆束的耦合面积，而不仅仅是避免使用更长的节距。此外，我们建议将中心螺线管（CS）导体的包覆覆盖率从 50% 提高到至少 70%。模型预测，Nb3Sn CICCs 在应变敏感性方面将有显著改善，交流耦合损耗将大幅降低；对于 NbTi CICCs，也可实现耦合损耗的最小化。虽然长节距对横向载荷退化的抑制作用已得到证实，但长节距与低耦合损耗组合的预测仍需通过短样品测试进行验证。
引用
@article{arxiv.1110.3205,
title = {Optimisation of ITER Nb3Sn CICCs for coupling loss, transverse electromagnetic load and axial thermal contraction},
author = {A. Nijhuis and E. P. A. van Lanen and G. Rolando},
journal= {arXiv preprint arXiv:1110.3205},
year = {2015}
}
备注
to be published in Supercond Sci Technol