Hybridmagnet - Aufbau und Funktionsweise

Der innere Kupfermagnet wird mit Wasser gekühlt, welches durch viele Löcher innerhalb der Bitter-Platten gepresst wird. Diese Wärme muss über einen Hochdruck-Kühlwasserkreislauf abgeführt werden. Der Wasserkreislauf des Magneten gibt über einen Wärmetauscher seine Energie an den Wasserkreislauf der Kühlmaschinen ab. In diesem befinden sich Kühltürme, Kälteerzeugungsmaschinen sowie ein ca. 300 Kubikmeter großer Speichertank.

Die Probe befindet sich in einer 50 mm im Durchmesser messenden Bohrung zwischen zwei konischen (=kegelförmigen) Öffnungen. Bei diesen konischen Öffnungen handelt es sich um Vakuumbehälter, um die Neutronen auf ihrem Weg zur Probe nicht durch Luft abzuschwächen.

Der zur Aufstellung in der Neutronenleiterhalle II konzipierte Hochfeldmagnet erfordert die Errichtung eines zusätzlichen Gebäudes für die Unterbringung der benötigten Peripherieaggregate. Dieses sog. "Technikum“ enthält die Anlagen zur Energie- und Kühlwasserversorgung des Magneten. Für mehr Details zu diesen Anlagen schauen Sie sich bitte die Animation an.

Durch ein ausgeklügeltes Kontrollsystem ist der gesamte Hybridmagnet vor Fehlbedienung und technischem Versagen geschützt. Ein gravierender Fehlerfall der supraleitenden Spule besteht darin, dass ein Teil der Wicklung durch unzulässige Erwärmung über die Betriebstemperatur den supraleitenden Zustand verliert. Hierbei werden sehr große Ohmsche Leistungen freigesetzt, die zu einer Zerstörung der Spule führen können. Deswegen ist es bei diesem als „Quench“ bezeichneten Ereignis erforderlich, den Strom im Magneten rasch auf Null zu bringen (Schnellentregung). Dieses wird durch das Schutzsystem für den Magneten erreicht. Es besteht aus einem Lastwiderstand, über den im Fehlerfall die im Magneten gespeicherte Energie abfließt. Hierbei wird die Stromversorgung durch einen Lasttrennschalter unterbrochen. Eine eigene Elektronik mit unabhängiger Stromversorgung ist nur dazu da, solch einen Quench schnell und zuverlässig zu erkennen.

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