Mitarbeitende
Erik Schnaubelt

Erik Schnaubelt M.Sc.

Arbeitsgebiet(e)

Protection Studies on High-Temperature Superconducting Coils

Kontakt

Work CERN
1211 Geneva, Switzerland

Hochtemperatur-supraleitende (HTS) Materialien sind eine vielversprechende Technologie, um starke Magnetfelder in Beschleunigermagneten zu erreichen, da sie stärkere Felder und höhere kritische Temperaturen als Niedrigtemperatur-Supraleiter (NTS) zulassen. Dank ihrer erhöhten Stabilität sind HTS-Spulen weniger anfällig für Quenches als traditionelle supraleitende Spulen auf Basis von NTS wie Nb-Ti oder Nb3Sn. Aufgrund der langsamen Ausbreitungsgeschwindigkeit der Quenches gestaltet sich deren Detektion jedoch schwieriger, was potenziell zum Ausbrennen des Leiters führen kann. Aus diesem Grund benötigen HTS-Spulen einen neuen Ansatz zur Gewährleistung eines sicheren und zuverlässigen Betriebes, sowohl im Bezug auf Detektion von Quenches als auch auf anschließend einzusetzende Schutzvorkehrungen.

In diesem Forschungsprojekt wird die Absicherung von zukünftigen HTS-Beschleunigermagneten erforscht, wobei der Fokus sowohl auf Technologien zur frühen Quenchdetektion alternativ zum Spannungsabgriff als auch auf Möglichkeiten der zeitnahen Ableitung des Stromes liegt. Um diese Ziele zu erreichen, werden numerische Werkzeuge entwickelt, die für die Simulation von HTS-Magneten geeignet sind. Diese werden anschließend zur Berechnung der lokalen Stromdichten während des Anfangs eines Quenches und zur numerischen Analyse der dreidimensionalen Ausbreitung des Quenches genutzt. Die Simulationswerkzeuge und Detektions- und Absicherungsmethoden werden an mehreren Modellen von HTS-Spulen verifiziert und validiert.

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