Atual recorde mundial em um supercondutor

No âmbito do projeto de alta luminosidade do LHC, os especialistas da equipe CERN Supercondutores obteve recentemente uma corrente recorde mundial de 20 kA a 24 K em uma linha de transmissão elétrica que consiste em dois longos cabos de 20 metros feita de diboreto de magnésio (MgB 2 ) supercondutor. Este resultado faz com que a tecnologia de uma solução viável para o transporte de energia a longa distância.

A linha de 20 metros de comprimento de transmissão elétrica que contenha os dois 20 kA MgB 2 cabos (Imagem: CERN)

"O teste é um passo importante no desenvolvimento de sistemas de transmissão de energia elétrica frias baseadas no uso de MgB 2," diz Amalia Ballarino, chefe da seção de Supercondutores e dispositivos supercondutores no CERN. "Os cabos e tecnologias associadas foram concebidos, desenvolvidos e testados no CERN. O fio supercondutor é o resultado de um esforço de I & D longa que começou em 2008 entre o CERN eo fabricante, Columbus Supercondutores em Génova, Itália."

O resultado foi alcançado a uma temperatura de 24 K (cerca de -249 c) utilizando uma estação de teste que foi e montados no CERN concebido para o efeito. A temperatura é mantida homogénea por todo o comprimento de 20 metros de linha por um fluxo forçado de gás hélio. Na sequência de intenso desenvolvimento, a 2 x 20 metros de comprimento MgB2 linha supercondutor completo foi alimentado com êxito para o atual recorde mundial de 20 kA, mostrando que esta tecnologia tem um grande potencial para a transmissão de energia elétrica.

As propriedades supercondutoras deste material relativamente barato foram descobertos em 2001, mas a tecnologia condutor só existia sob a forma de fita. Fio redondo, que é mais adequado para a montagem em cabos de alta corrente, não estava disponível quando o projeto começou CERN. "Primeiro, foi necessário o desenvolvimento de fios redondos de qualidade adaptados para uso neste projeto, com alta densidade de corrente e propriedades supercondutoras uniformes", diz Ballarino. "Este trabalho foi feito através de uma colaboração estreita entre o CERN e Columbus supercondutores, que fabrica diferentes gerações de fios com diferentes arquiteturas e com propriedades melhoradas. Em paralelo, no CERN desenvolveu os cabos de alta corrente e da linha de transmissão elétrica."

Os membros da equipa CERN Supercondutores e dispositivos supercondutores em frente à estação de teste (Imagem: CERN)

O projeto faz parte do FP7 Hi-Lumi LHC Estudo Design. Na configuração LHC de alta luminosidade, os conversores de energia que fornecem corrente aos ímãs supercondutores serão movidos de seu local presente no túnel do LHC à superfície ou áreas subterrâneas livre de radiação e eles serão conectados aos ímãs através de um novo frio sistema alimentar. Um estudo dedicado em 2009 confirmou que as linhas de transferência eléctrica baseados no uso de MgB 2 supercondutor, que tem uma temperatura crítica de 39 K, poderia ser uma tecnologia viável e económico, trazendo várias vantagens no que diz respeito ao cabo convencional barramento Nb-Ti usado hoje para o LHC.

Na sequência da iniciativa CERN, MgB2 tecnologia de supercondutores também foi proposto por Carlo Rubbia, diretor científico do Instituto de Estudos Avançados de Sustentabilidade (IASS) em Potsdam, na Alemanha, para uma linha de transmissão inovador para transporte de longa distância de energia verde.

"MGB 2 cabos supercondutores refrigerados por hidrogênio líquido têm sido propostos para uso em linhas de transmissão de energia subterrâneos de longa distância, com estações de refrigeração criogénicos espaçadas periodicamente. Um acordo de colaboração entre o CERN e IASS foi assinado em Março de 2012 com o objetivo de comprovar a viabilidade de a tecnologia ", diz Ballarino. "O desenvolvimento teve como objetivo testar uma linha de 20 kA DC operado a 20 K (-253 ° C), que também foi convenientemente próximo à exigência CERN para alimentar os ímãs. O resultado de nossos testes é uma demonstração de que essa alta corrente cabos pode ser operado em e acima da temperatura de hidrogénio líquido, e que a respectiva tecnologia de base está agora provado ".