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Conduttori e Magneti

Responsabile: Ing. Antonio della Corte
e-mail: dellacorte@frascati.enea.it
tel.: +39 06 9400 5720
fax.: +39 06 9400 5393

Il gruppo Superconduttività dell’ENEA oltre ad avere un ruolo di primo piano in tutte le campagne sperimentali per la caratterizzazione di conduttori e magneti per ITER e di vari componenti superconduttivi e/o criogenici di LHC (CERN), monitorizza le realizzazioni degli stessi ad opera di LUVATA (ex Europa Metalli, EM) ed Ansaldo Superconduttori (AS), ovvero le due industrie maggiormente coinvolte nella produzione di strand, cavi e magneti, fra quelle che operano in Italia.

Sotto la nostra diretta supervisione, EM iniziò nel 1978 la costruzione di un conduttore in NbTi per la prima bobina superconduttiva di grandi dimensioni completamente progettata e realizzata in Italia, da AS. Tale bobina, con un campo max di 6T ed un diametro interno di 1.3m, è stata completata nel 1980 ed installata nella facility sperimentale SULTAN (CRPP-Superconductivity-Villigen, Svizzera), dove è tuttora operativa.

Sezione del conduttore di tipo Cable-in-Conduit Conductor (CICC) per i magneti di ITERSezione del conduttore di tipo Cable-in-Conduit
Conductor (CICC) per i magneti di ITER.
Le dimensioni del jacket esterno in acciaio sono
circa 50 mm x 50 mm.
prototipo di bobina toroidale per ITERprototipo di bobina
toroidale per ITER


L’esperienza così maturata ha permesso al nostro gruppo, con EM e AS, di realizzare il conduttore di tipo CICC (Cable-in-Conduit Conductor) per un magnete da 12T in Nb3Sn e, successivamente, il conduttore "full-size" per la bobina Toroidal Field Model Coil (TFMC) di ITER, testata con successo ad FzK (centro di ricerca di Karlsruhe, in Germania) nel 2002.

 

Nel 2003 la collaborazione con EM ed AS è stata dedicata alla manifattura del conduttore full-size per l’avvolgimento dell’inserto PFCI (Poloidal Field Coil Insert) di ITER. Il conduttore è stato testato nella primavera del 2004 presso la "SULTAN test facility" (vedi sopra), mentre una bobina modello per i magneti poloidali di ITER, avvolta con lo stesso conduttore, sarà testata nell’estate 2007 a Naka (Japan Atomic Energy Agency).

Con l’avvicinarsi della fase finale della costruzione di ITER, la produzione dei conduttori per la sua realizzazione aumenterà notevolmente, e conseguentemente anche l’impegno conseguente al loro test in condizioni operative. L’unica facility europea che può effettuare tali misure è SULTAN, che non sarebbe però in grado di smaltire l’enorme mole di lavoro richiesto. Pertanto la Comunità Europea ha deciso di realizzare una nuova facility che userà un magnete realizzato con conduttori CIC e tecnologia “Wind&React”: il Dipolo Europeo.
Il nostro gruppo è attualmente incaricato del monitoraggio della manifattura del conduttore, basato sul Nb3Sn Advanced Strand (vedi materiali Nb3Sn), eseguita dalla LUVATA.
In tale ambito abbiamo sviluppato e brevettato un nuovo tipo di giunto fra cavi superconduttori di tipo CICC che verrà utilizzato per unire le diverse lunghezze di conduttore prodotte per la realizzazione dell’avvolgimento.

Sotto nostro monitoraggio, Luvata ha realizzato il primo prototipo di conduttore full-size per le bobine toroidali di ITER basato sul Nb3Sn Advanced Strand, che sta per essere testato in SULTAN.

L’ENEA è inoltre responsabile del design, test e realizzazione delle 18 bobine toroidali superconduttive, in NbTi, per un nuovo Tokamak, il reattore sperimentale JT60-SA (Naka, Giappone), la cui costruzione è parte del programma di accompagnamento di ITER. Tale lavoro viene svolto in collaborazione con il CEA (Francia) e JAEA (Japan Atomic Energy Agency).