Меридианы сотрудничества

Совместный проект ОИЯИ и Китая

Ученые Лаборатории физики высоких энергий в сотрудничестве с коллегами из Китая разработали технический проект высокотемпературного сверхпроводящего (ВТСП) кабеля принудительного проточного охлаждения для системы SMES с высокой токовой емкостью. Эта система используется, чтобы обеспечить стабильную работу сверхпроводящих магнитов в ускорителях.

Создаваемый в ОИЯИ комплекс NICA имеет в своем составе сверхпроводящие магниты, функционирующие на уровне 10 кА. Для их стабильной работы необходима высокоэффективная система SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage, Сверхпроводящий индуктивный накопитель энергии), обеспечивающая компенсацию энергии. SMES функционирует с токопроводностью в несколько кА и скоростью линейного изменения тока в несколько кА/с. Тепловые потери при переменном токе, возникающие в результате быстрого изменения тока, делают неприменимыми методы охлаждения погружением и за счет теплопроводности.

Ученые разработали высокотемпературный сверхпроводящий кабель CORC (Conductor on Round Core) с принудительным проточным охлаждением, используемый для системы SMES с высокой токовой емкостью. Для достижения лучших характеристик изгиба и контроля омических потерь в оправке кабеля CORC в качестве оправки и наружной оболочки был выбран гибкий металлический кабелепровод. Он позволяет одновременно получать внутренний и внешний каналы охлаждения, что может обеспечить надлежащий эффект охлаждения. В работе также изучаются характеристики изгиба CORC с оправкой нового типа. Соответствующие тестовые испытания проводятся в температурной зоне жидкого азота.

Результаты показывают, что кабель CORC с гибким металлическим кабелепроводом в качестве оправки имеет надлежащие характеристики изгиба, а после изгиба и выпрямления практически не наблюдается критической деградации токовых характеристик. Также анализируется перепад давления при принудительном проточном охлаждении с использованием данного типа кабеля CORC. Анализ показывает соответствие перепада давления эксплуатационным требованиям принудительного проточного охлаждения. Система SMES на основе кабеля CORC находится в стадии разработки и будет завершена в 2024 году.

Со стороны ОИЯИ исследование выполнено заместителем директора ЛФВЭ по научной работе Гамлетом Ходжибагияном и начальником сектора ЛФВЭ Михаилом Новиковым.

Пресс-центр ОИЯИ