相关实验视频
Updated: Jul 2, 2026
10:26
Fabrication and Characterization of Superconducting Resonators
Published on: May 21, 2016
11.8K
一致相光学时域反射计用于监测高温超导磁体系统
Matthew Leoschke1, William Lo1, Victor Yartsev2
1Ken and Mary Alice Lindquist Department of Nuclear Engineering, The Pennsylvania State University, 205 Hallowell Building, University Park, PA 16802, USA.
Sensors (Basel, Switzerland)
|December 11, 2025
概括
这项研究引入了一种光纤传感技术,用于监测聚变反应堆中的高温超导磁铁. 它有效地检测热异常,对于防止这些复杂系统中破坏性火至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 超导电性 超导电性 超导电性
- 核聚变能源工程 核聚变能源工程
背景情况:
- 聚变反应堆中的高温超导 (HTS) 磁铁由于时间依赖的线圈,感应电压和辐射引起的缺陷而面临监测挑战.
- 这些因素可能导致非均的关键电流,制造缺陷和潜在的火启动,造成永久磁铁损坏的风险.
- 由于传播速度较低,HTS磁铁表现出局部的正常区域,与低温超导体相比,增加了脆弱性.
研究的目的:
- 介绍和验证用于监测HTS磁系统的光纤查询技术,特别是用于磁性封闭融合.
- 为了解决可靠监控系统的需求,这些系统可以检测初始火事件并防止磁铁损坏.
- 为了证明光纤传感器在核聚变反应堆恶劣的电磁环境中的适用性.
主要方法:
- 利用连贯相光学时域反射计 (OTDR) 进行高采样率 (几十kHz) 的数据采集.
- 采用光纤传感器,它们不受电磁干扰的影响,与传统的基于电压的传感器不同.
- 在HTS磁线圈内嵌入的纤维用于现场监控.
主要成果:
- 在低至6K的冷却温度下成功检测到局部热过渡物.
- 在77K时使用嵌入HTS磁线圈中的纤维验证了该技术.
- 证明了连贯相OTDR能够实现必要的采样速率,以便在长距离上快速检测火.
结论:
- 本文所介绍的光纤查询技术是用于核聚变应用中监控HTS磁体系统的有效方法.
- 连贯相的OTDR提供了一个可行的解决方案,用于在苛刻的环境中快速检测和减轻火事件.
- 这项技术在确保未来核聚变反应堆的可靠性和安全性方面具有重大潜力.
