Calcolo delle perdite AC in cavi superconduttori di tipo Cable in Conduit

ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor, è un progetto internazionale che ha lo scopo di realizzare un reattore sperimentale, per dimostrare la fattibilità tecnica e scientifica della generazione di energia tramite fusione termonucleare controllata. La reazione di fusione è prevista in un tokamak, progettato per produrre 500 MW di potenza termica. Il plasma caldo, necessario alla reazione, deve essere confinato tramite l'uso di intensi campi magnetici. Questi campi, le cui linee di forza sono in direzione polidale e toroidale, sono generati da magneti superconduttori. Il cuore tecnologico dei magneti è costituito dai cavi superconduttori, in cui scorre la corrente necessaria a creare il campo magnetico. In questa tesi sono stati analizzati due cavi, uno per i magneti del campo toroidale e l’altro per il magnete del solenoide centrale, con lo scopo di calcolare le perdite in presenza di un campo magnetico variabile nel tempo e confrontare i dati sperimentali con i valori analitici. L’ambiente in cui sono stati testati, rappresentato dalla facility SULTAN, è stato riprodotto nel codice THELMA. Inoltre, è stata avviata e condotta una collaborazione, tuttora in corso, con un gruppo di ricerca del CEA, Commissione per l’Energia Atomica e le Energie Alternative, con sede a Cadarache, in Francia. Questo gruppo ha elaborato un ulteriore modello per il calcolo delle perdite AC, chiamato M-PAS, Multizone Partial Shielding. Lo scopo della collaborazione è quello di verificare che si ottengano dei risultati coincidenti nei due diversi modelli, analizzando un cavo rettilineo, del tipo CICC, sottoposto all'azione di un campo esterno uniforme nello spazio ma variabile nel tempo, con diverse condizioni al contorno. L’obbiettivo che questa tesi si propone, ovvero il calcolo dell’energia dissipata durante il normale funzionamento dei cavi superconduttori, risulta fondamentale per dimensionare il sistema di raffreddamento dei cavi.