Analysis of the Tcs measurements of a Central Solenoid Module for the ITER project

Dal 2020 ad oggi è in corso presso GA, General Atomics (Poway, USA) una campagna di misure dei sei moduli (più uno di riserva) del solenoide centrale del sistema magnetico di ITER. Nei mesi tra dicembre 2023 ed aprile 2024 è stata effettuata la campagna di misura del sesto modulo. La ricerca effettuata in questo lavoro consiste nell’ analisi elettromagnetica e termo-idraulica dei risultati sperimentali ottenuti durante i test, al fine di determinare un fondamentale parametro dei magneti superconduttori, denominato temperatura di current sharing, in corrispondenza della quale inizia la transizione dallo stato superconduttivo allo stato normale del cavo superconduttore. E`importante valutare la temperatura che i cavi raggiungono durante il funzionamento del Tokamak e determinare il margine disponibile dalla temperatura di current sharing, ottenuto come differenza tra la temperatura durante il funzionamento e la temperatura di current sharing, poichè se la temperatura di funzionamento dei cavi superasse tale temperatura si avrebbe dissipazione per effetto Joule dovuta alla corrente nel materiale stabilizzatore del cavo, con il conseguente possibile quench, cioè della transizione del materiale dallo stato superconduttivo allo stato normale. Il presente lavoro di tesi è stato suddiviso in cinque capitoli. Nel primo capitolo è riportata una breve panoramica dei materiali superconduttori evidenziando le loro caratteristiche principali con particolare riferimento alla lega di niobio e stagno, utilizzata per realizzare i fili del Solenoide Centrale. Il secondo capitolo fa riferimento al progetto ITER ed alla fusione nucleare ed in particolare al sistema magnetico ed al Solenoide Centrale di ITER. Il terzo capitolo relativo alla descrizione dell’ apparato sperimentale utilizzato per effettuare le misure presso GA ed i relativi dati sperimentali. Nel quarto capitolo è presentato il modello numerico sviluppato con il codice THEA per simulare i dati ottenuti durante i test