A1 Strahlverlust und Quench supraleitender Magnete

Thema

Wenn Strahlteilchen von ihrer Sollbahn abweichen – aufgrund übermäßiger Querablenkung, Zeitfehlern oder des natürlichen allmählichen Teilchenverlusts während des Betriebs –, kollidieren sie schließlich mit den Wänden der Vakuumröhre oder mit speziellen Kollimatoren und deponieren ihre Energie lokal in Form von Wärme und einem Schauer von Sekundärteilchen. Bei einer herkömmlichen Magnetmaschine ist dies hauptsächlich ein Problem der radioaktiven Aktivierung des Materials; In einer supraleitenden Magnetmaschine stellt dieser Strahlverlust jedoch ein noch größeres Risiko dar: Wenn die deponierte Wärme die Temperatur eines Teils des supraleitenden Drahts über die kritische Temperatur erhöht, die Fundamentals bereits als die Grenze identifiziert hat, von der die gesamte Technologie abhängt, hört dieser Teil abrupt auf, supraleitend zu sein, und beginnt, den von ihm transportierten Strom als gewöhnliche Wärme abzuleiten, ein Phänomen, das als Quench bezeichnet wird. Da der Strom, der durch einen supraleitenden Magneten in einem Hochenergiebeschleuniger fließt, enorm ist, ist auch die in seinem Magnetfeld gespeicherte Energie enorm, und diese Energie wird in dem Bereich, der nicht mehr supraleitend ist, plötzlich als Wärme freigesetzt und kann den Magneten physisch beschädigen, wenn sie nicht auf kontrollierte Weise abgeleitet wird. Aus diesem Grund sind alle supraleitenden Magnete mit Quench-Schutzsystemen ausgestattet: Sensoren, die den Beginn des Supraleitungs-Löschens in Sekundenbruchteilen erkennen, und Entladeschaltungen, die den gespeicherten Strom schnell entnehmen und in externen Widerständen verteilt ableiten, bevor er sich an einem einzigen Hot Spot konzentriert. Die Erkennung eines Strahlverlusts über bestimmten Schwellenwerten, die von den im Diagnoseteil beschriebenen Monitoren gemessen werden, löst automatisch die Notabsaugung des gesamten Strahls aus und schließt so den Kreislauf: Der Verlust, der den Alarm auslöst, wird eingedämmt, bevor er den Schaden verursacht, den der Alarm selbst verhindern soll. Aus diesem Grund wird dieses Modul, das sich öffnet, indem verlorene Partikel Wärme abgeben, mit einem Schutzsystem geschlossen, das dieselbe Kette unterbricht, bevor die Hitze den Magneten zerstört, der dies ermöglicht hat.

ID:4968