Cryostat d'Essais à Température Ajustable et Champ Elevé Saclay (CETACES)

Contexte

Station de test conçue pour la caractérisation de brins supraconducteurs en 2003 afin de répondre aux besoins R&D de grands projets (aide au choix du brin dans les phases préliminaires).

 

Mesures de courant critique sur des brins supraconducteurs (1.8 K ≤ T ≤ 60 K) sous champ magnétique intense (B ≤ 17 T).

 

A ce jour, aucune demande n’a été émise pour travailler avec des températures supérieures.

Cependant, l’installation pourrait fonctionner à T = 200 K, avec néanmoins de plus faibles performances en termes de stabilité de température et de capacité des amenées de courant.

 

 

Moyens techniques

  • Alimentation électrique stabilisée, I < 3000 A,
  • Régulation de la température de l’échantillon, avec groupe de pompage Roots de 1000 m3 /h,
  • Porte échantillon [1.8 K, 4.2 K] équipé d’une vanne JT,
  • Cryostat évaporateur de puissance P =10 W,
  • Pilotage du champ, de la température et du courant par système informatique.

 

  • Deux cryostats avec équipements associés:

CETACES 1

- Génération d’un champ magnétique B ≤ 17 T, à l’aide d’un solénoïde hybride (Nb3Sn / NbTi) contenu dans le cryostat,

- Température de l’échantillon 1.8 K ≤ T ≤ 200 K,

- Diamètre utile de l’anti cryostat : Φ = 49 mm (échantillon de type Vamas),

- 2 porte-échantillons avec amenées de courant concentriques (l’un adapté pour la plage de température [1.8 K, 4.2 K], et l’autre utilisé en version gaz, sur la plage [4.2 K, 60 K]),

- Courant maximal dans l’échantillon : 2000 A pour 1.8 K ≤ T ≤ 4.2 K,

                                                        1000 A pour 4.2 K ≤ T ≤ 60 K,

- Echantillon régulé en température:

                                    ± 0.05 K dans la gamme 1.8 K ≤ T ≤ 60 K,

             ± 0.5 K dans la gamme 60 K ≤ T ≤ 200 K.

CETACES 2

- Génération d’un champ magnétique B ≤ 13 T,

- Bain d’hélium liquide identique pour l’aimant et l’échantillon,

- La température de l’échantillon ne peut prendre que certaines valeurs spécifiques en fonction de la valeur du champ magnétique généré:

Plus précisément : - pour 0 T B 11 T, T = 4.2 K,

              - pour 11 T B 13 T, T = 1.8 K.

- Diamètre utile: Φ = 93 mm,

- Courant maximal dans l’échantillon : I = 2000 A.

 

Réalisations, projets associés

Mesures de courant critique de brins supraconducteurs dans le cadre des projets Nb3Sn, R3B, ITER, NED, ISEULT.

 

Etapes techniques, expertise

  • Ajustement et réglage des chaînes de mesure et de sécurité,
  • Vérification à chaud puis à froid de la qualité et de l’isolation des mesures et diagnostics,
  • Mise en froid de l’aimant (celui-ci reste froid de manière quasi permanente, faible consommation),
  • Refroidissement de l’échantillon,
  • Procédure de vérification du « Magnet Safety System » (MSS),
  • Sécurisation de la zone (balisage),
  • Tests de fonctionnement partiel avant la montée au courant nominal,
  • Etalonnage de la station avec un brin supraconducteur du CERN dont on connaît les caractéristiques (erreur < à 5%),
  • Mesures de courant critique sur l’échantillon à tester.
 

Contact : 

 

Maj : 21/07/2017 (3988)

 

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