ITER: Was passiert bei einer Leckage im supraleitenden System

Oktober 2016

Eines der technischen Risiken beim Fusionsexperiment ITER sind Helium-Leckagen im supraleitenden Magnetsystem. Grund ist, dass bei einer Helium-Leckgage das isolierende Vakuum im Kryostaten gebrochen wird.

Des Weiteren besteht keine Möglichkeit diese Leckagen im supraleitenden Spulensystem zu lokalisieren. Zum Beispiel konnte in Russland ein supraleitendes Fusionsexperiment, wegen Leckagen, nicht betrieben werden. Zudem müsste in Indien ein komplettes supraleitendes Fusionsexperiment demontiert werden, um die einzelnen Komponenten erneut auf deren Helium-Dichtheit in einer Vakuumkammer zu prüfen. Nach der Dichtheitsprüfung der einzelnen Bauteile des supraleitenden Magnetsystems und deren Reparatur erfolgte der erneute Aufbau des indischen Fusionsexperimentes. Aufgrund der Komplexität besteht beim ITER leider diese Möglichkeit nicht.

Somit besteht bei einer Helium-Leckage keine Möglichkeit das Fusionsexperiment ITER supraleitend zu betreiben.

 

Validation of sensitivity of the UST-Method

Oktober 2015

Validation of sensitivity of the UST-Method with a test leak (VIIIth International Workshop NDT in Progress (NDTP2015) Oct 12-14, 2015, Prague - www.ndt.net/app.NDTP2015)

Link: Validation of sensitivity of the UST-Method with a test leak

 

Heliumdichtheit von Werkstoffen

Februar 2016

Heliumdichtheit von Werkstoffen (Vakuum in Forschung und Praxis 28(1):33-35 · February 2016)

Link: Heliumdichtheit von Werkstoffen

 

Ultra Sniffer – New Leak Detection Method

Juni 2016

Ultra Sniffer – New Leak Detection Method (19th World Conference on Non-Destructive Testing 2016, München, 25-27 Juni 2014) 

Link: Ultra Sniffer – New Leak Detection Method

 

PTB-Conference Paper: New leak detection method by UST

Juni 2014

New leak detection method by UST (Physikalische-Technische Bundesanstalt (PTB), Workshop on Vaccuum Metrology Industry, Berlin, 25-27 Juni 2014) 

Link: New leak detection method by UST

 

DGZfP-Jahrestagung

Mai 2014

Ortung einer Leckage mit dem Ultra-Schnüffler-Testgasverfahren für das Fusionsexperiment Wendelstein 7-X (DGZfP-Jahrestagung 2014, Berlin, 26-28 Mai 2014)

Link: Ortung einer Leckage mit dem Ultra-Schnüffler-Testgasverfahren für das Fusionsexperiment Wendelstein 7-X

 

Verlust der Heliumdichtheit: Verletzung der Passivschicht beim Werkstoff Aluminium

April 2014

Im Rahmen des Fusionsexperimentes Wendelstein 7-X wurde festgestellt, dass mehrere supraleitende Spulen während der Abkühlung auf LHe-Temperatur ihre Heliumdichtheit bei ca. 200 Kelvin einbüßten. Die Bewertung der Dehnung im Bereich der Aluminiumschweißnähte zeigte, dass aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Supraleiters und der Hochspannungsisolation die Passivschicht vom Supraleiter aufreißen kann. Untersuchungen, bei denen der Supraleiter ab einer Temperatur von 200 Kelvin in einer Prüfkammer gedehnt wurde, bestätigten, dass bei einer beidseitigen Verletzung der Passivschicht des Supraleiters dieser seine Heliumdichtheit verliert. Die Untersuchungen zeigten auch, dass die mit dem UST-Verfahren georteten Leckagen nach dem Kontakt mit Sauerstoff und Feuchtigkeit wieder verheilten, sodass der Supraleiter seine Heliumdichtheit von 10^−06 auf 10^−11 mbar*l/s wiedererlangte.

Link: Vakuum in Forschung und Praxis, Volume 26, Issue 2, pages 19–22, April 2014

 

Ultra-Schnüffel-Testgasverfahren auf Grundlage des Partial-Vakuum-Effekts

Dezember 2013

Testgasverfahren zum Nachweis der Helium-Dichtheit können unter atmosphärischen Bedingungen nur bedingt eingesetzt werden, da die Empfindlichkeit mit 5,24 ppm durch die natürliche Helium-Konzentration der Luft begrenzt wird. Diese Konzentration entspricht in etwa einer Leckrate von 5,24×10^−06 mbar*l/s. Im Gegensatz zu den klassischen atmosphärischen Testgasverfahren, dem Überdrück-Testgasverfahren B3 der DIN EN 1779, erlaubt das am Max-Planck Institut für Plasmaphysik entwickelte UST-Verfahren den Nachweis der Helium-Dichtheit eines Bauteiles mit einer Empfindlichkeit von bis 1×10^−11 mbar*l/s. Ähnlich wie beim Überdrück-Testgasverfahren B3 wird das Bauteil in eine Hülle eingeschlagen aber im Gegensatz zum Prüfverfahren B3 mit einem von heliumbefreiten Gas beaufschlagt, so dass die Helium-Dichtheit des Bauteiles wesentlich schneller und zuverlässiger nachgewiesen werden kann.

Link: Vakuum in Forschung und Praxis, Volume 25, Issue 6, pages 19–21, Dezember 2013