Filters
Results 1 - 1 of 1
Results 1 - 1 of 1.
Search took: 0.02 seconds
AbstractAbstract
[en] The new industrial superconductors using high critical temperature compounds offer new possibilities for superconducting magnetism. Indeed they allow higher magnetic field with the same classical cryogenics at 4.2 K on one hand, and on the other hand they also pave the way for superconducting magnets working between 10 K and 30 K. The high temperature superconductors are then needed in order to produce magnetic fields higher than 16 T (case of HTS dipole insert for Large Hadron Collider at CERN) or to increase the specific density stored in one SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage, in the case of the SuperSMES ANR Project).Nevertheless the indisputable assets (critical temperature, critical magnetic field, mechanical stresses) brought by the use of High critical temperature superconductors like YBCO, used in superconducting magnets, require to solve some challenges. Their behavior is still badly understood, especially during the resistive transitions. To succeed in protecting these conductors we need a new reflection on protection schemes designed to avoid the thermal and mechanical damages. The answer to the question: 'Can we use those materials in the long run inside superconducting magnets?' is now inescapable.Some answers are given here. The use of the conductors is approached through various experimental studies to understand the material (electrical characterization and modeling of the critical surface) and to define the key stages of high critical temperature superconducting magnets manufacturing (work on the junctions between conductors and pancakes). This study led to the creation of two coils in order to identify the issues related to the use of YBCO tapes. A numerical thermo-electrical model of the high critical temperature superconductor has been developed and a numerical code based on the CEA software CASTEM (Finish Elements Model) allowed to study the resistive transition (or quench) behavior of those conductor and coil. The code has been confirmed by comparison with some experimental data obtained by the Laboratoire National des Champs Magnetiques Intenses in Grenoble. The results have allowed to define the conductors for the two projects of this thesis and to validate the feasibility of the protection of those conductors
[fr]
L'apparition ces dernieres annees de supraconducteurs realises industriellement utilisant des composes a haute temperature de transition offre la possibilite de nouveaux developpements en magnetisme supraconducteur. En effet ils permettent d'augmenter le champ magnetique genere en conservant une cryogenie classique a 4,2 K d'une part, et ils ouvrent la voie a des developpements d'aimants supraconducteurs fonctionnant entre 10 et 30 K d'autre part. Les materiaux supraconducteurs a haute temperature critique sont alors indispensables pour depasser les inductions magnetiques de 16 T (cas de l'insert dipolaire supraconducteur a haute temperature critique (SHTC) pour le Large Hadron Collider du CERN) ou augmenter la densite specifique d'energie stockee dans un SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage, cas du projet ANR SuperSMES). Les atouts incontestables (temperature critique, champ magnetique critique, resistance mecanique) apportes par l'utilisation des materiaux SHTC tels que l'YBaCuO dans les aimants supraconducteurs demandent de relever quelques defis. Leur comportement est encore mal compris, surtout lors des transitions resistives. Arriver a proteger ces conducteurs requiert une reflexion nouvelle sur les systemes de protection destines a eviter les degradations thermiques et mecaniques. La reponse a la question 'peut-on utiliser ces materiaux de maniere perenne dans les aimants supraconducteurs?' est incontournable. Des elements de reponse sont donnes ici. L'utilisation des conducteurs est abordee a travers differentes etudes experimentales permettant de mieux connaitre le conducteur (caracterisation electrique et modelisation de la surface critique) d'une part et de definir les etapes cles de la fabrication des aimants SHTC (etude des jonctions entre conducteurs ou entre galettes) d'autre part. Cette etude a abouti a la realisation de deux prototypes d'aimants ayant permis d'identifier les difficultes liees a l'utilisation des rubans d'YBaCuO. Un modele thermoelectrique des SHTC est developpe et un code numerique base sur le logiciel de calcul par Elements Finis CASTEM permet d'etudier le phenomene de transition resistive, ou quench, dans un conducteur et dans un aimant. Le code a ete valide sur des essais realises au Laboratoire National des Champs Magnetiques Intenses de Grenoble. Les resultats obtenus ont permis la definition des conducteurs pour les deux projets lies a la these et la validation de la protection. (auteur)Original Title
Contribution a l'etude des aimants supraconducteurs utilisant des materiaux supraconducteurs a haute temperature de transition
Primary Subject
Source
14 Dec 2012; 192 p; 127 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/; Also available from SICD1 BP 66 38402 Saint-Martin d'Heres Cedex (France); Genie Electrique
Record Type
Report
Literature Type
Thesis/Dissertation
Report Number
Country of publication
Reference NumberReference Number
INIS VolumeINIS Volume
INIS IssueINIS Issue
External URLExternal URL