Erstes intern hergestelltes Gitter für TCV-Messsystem Das Swiss Plasma Center hat das erste vollständig in der Schweiz hergestellte Gitter für den diagnostischen Neutralteilcheninjektor (DNBI) produziert, ein Schlüsselelement zur Messung von Plasmaeigenschaften. Der Vorgänger wurde in Russland hergestellt, aber der DNBI hatte damit Leistungsprobleme aufgrund eines verzogenen Gitters im Ionen-Optiksystem. Um Abhilfe zu schaffen, entwarf Matthieu Toussaint, Maschinenbauingenieur des SPC, ein Ersatzgitter mit Unterstützung des NBI-Wissenschaftlers Aleksandr Listopad. Das Gitter wurde von Vincent Giannattasio, Polymechaniker, in unserer Werkstatt gefertigt und im August 2024 installiert.
Erste Tests deuten auf eine Verbesserung der Strahlqualität hin, und wenn diese Ergebnisse bestätigt werden, könnte dieses hochpräzise Gitter ein Schritt zur Entwicklung und Produktion neuer Ionen-Optiksysteme am SPC einleiten, nicht nur für die Neutralteilcheninjektoren des TCV, sondern auch für ähnliche Injektoren in Labors weltweit.
Optimierung der Leistungsübertragung: die Matching Box Für verschiedene Experimente verwendet die Gruppe für Niedrigtemperaturplasmen und deren Anwendung ein Gerät zur Optimierung der Leistungsübertragung zwischen einem Radiofrequenzgenerator (RF) und einer Resonanzantenne, die zur Erzeugung „kalter“ Plasmen genutzt wird.
Dieses Gerät, genannt „Matching Box“, besteht hauptsächlich aus zwei variablen Vakuumkondensatoren, zwei wassergekühlten Spulen und einer I-V-phi-Sonde zur Charakterisierung der Eingangsimpedanz der Matching Box.
In Zusammenarbeit mit dem Elektronikdienst des SPC wurde eine Steuereinheit entwickelt und implementiert, um zwei Schrittmotoren zu betreiben, die mit den variablen Kondensatoren gekoppelt sind. Diese Einheit passt kontinuierlich die Motorpositionen an, um die Eingangsimpedanz des RF-Systems bei 50 Ohm zu halten, wodurch die maximale Leistung an die Antenne übertragen wird, die das Plasma induziert.
Besondere Aufmerksamkeit galt dem integrierten Mikrocontroller der Einheit. Die Arduino-Architektur mit Open-Source-Code erleichtert zukünftige Entwicklungen sowie Anpassungen für verschiedene Maschinen am SPC oder internationale Kooperationen. Derzeit wurden bereits etwa zehn dieser Steuergeräte an unsere RF-Systeme angepasst.
Neuester Prototyp eines DEMO-Supraleiters am PSI Seit über 10 Jahren entwickelt die Gruppe für Angewandte Supraleitung in Villigen Leiter für den DEMO-Tokamak von EUROfusion. Im Mai und Juli 2024 hat Federica Demattè den neuesten Prototyp eines Leiters getestet, der darauf abzielt, 100 kA in einem Magnetfeld von 11 T in der SULTAN-Testeinrichtung zu erreichen. Diese Arbeit ist Teil ihrer Doktorarbeit.
Obwohl die Leistung des Leiters durch minderwertige Nb3Sn-Supraleiter (aus denen das Kabel hergestellt wurde) beeinträchtigt wurde, bestätigen die geringen Wechselstromverluste, dass unser „react & wind“-Leiterdesign sowohl für die Toroidalspule als auch für den zentrale Zylinderspule geeignet ist.
Abbildung 1: Foto des RW4-Prototyps, der am SPC montiert wurde. Das supraleitende Flachkabel befindet sich in der Mitte, nahe der neutralen Biegeebene des Leiters, neben dem perforierten Kühlkanal. Der sogenannte Stabilisator besteht aus zwei mit CuNi beschichteten Kupfer-Rutherford-Kabeln, die oben und unten am Supraleiter angebracht sind. Ein rechteckiger Edelstahlmantel bietet einen mechanischen Schutz gegen die enormen Lorentz-Kräfte während des Betriebs.
