Июнь 18th, 2013
В крупных инженерных конструкциях неизбежны места концентрации напряжений; не будут исключением и большие магниты термоядерных реакторов. Места концентраций напряжений не опасны при использовании пластичных материалов, которые за счет локальной деформации распределяют свою нагрузку на соседние участки. Однако подобная локальная деформация хрупкого проводника (типа NbaSn) может повредить его. В результате коэффициент запаса, используемый конструктором магнита, должен быть существенно выше для Nb3Sn, чем для Nb — Ti. В ядерной технике коэффициент запаса по основным напряжениям обычно принимается равным 2, т. е. напряжение в конструкции принимается равным 50% разрушающего одноосевого усилия. Для хрупкого сверхпроводника может потребоваться увеличение коэффициента запаса до 4, что ограничит допустимые напряжения в магните величиной 0,17 ГПа.Холодное бандажирование при столь небольших рабочих на-: пряжениях приведет к очень дорогой конструкции. Если отказаться от идеи компенсации магнитных усилий с помощью бандажа, работающего при 4 К, то можно уменьшить его стоимость в 3—4 раза и получить важные эксплуатационные преимущества. Такая схема, которую можно назвать «теплым бандажом» [15], приведена на рис 5 для токамака. Магнитные силы, действующие на обмотку, передаются на бандаж, находящийся при комнатной температуре, через тепловой барьер, имеющий большой предел прочности на сжатие и низкий коэффициент теплопроводности. Этот тепловой барьер представляет собой слои стеклотекстолита, чередующиеся с листами нержавеющей стали, которые окружают сверхпроводящую катушку и поддерживают ее.
