Technik II

Alle anderen dürfen sich nun auf 20 Seiten Technikgefasel freuen.

Wie ich schon erwähnt habe. Hab ichs überhaupt erwähnt? Ist ja auch egal, ist mein Projekt über die Programmierübung abgeschlossen. Erkenntnis. Ingenieure und Naturwissenschaftler können nur Programme schreiben die funktionieren aber nicht gut Aussieht. Will heißen, mein Kollege und ich haben so gut wie keine einzige Design Regel beachtet. War dann schon ein wenig frustrierend. Naja, der Chef meine Gruppe war begeistert. Er hat gesagt, genau das kommt halt dabei raus wenn Ingenieure ein Programm schreiben sollen. Es geht halt nur. Mein Supervisor hat auch gemeint er habe zu wenig mit uns gesprochen. War ja auch so. In den 2 Monaten war alles uns selbst überlassen. Und da war die Funktion erstmal wichtiger als das Design. Das Hauptziel hat das ganze aber nicht verfehlt. Es ist klar das, dass neue ROXIE nicht in C++ geschrieben wird. Das habe ich auch selbst gesagt. Erstens hat keiner der Teammitglieder wirklich eine Ahnung davon, also würde es zu lange dauern und C++ ist halt irgendwie komisch. Sieht man auch an dem anderen Projekt an dem meine Büronachbarn Arbeiten. Ist schon lange überfällig.

Nun gut. Nichts mehr vom alten. Viel lieber was vom neuen, das ist nämlich viel interessanter.

Ich arbeite nun mit einem Doktoranden zusammen der die Quench-Berechnung in supraleitenden Magneten vornimmt. Insbesondere bei allen die am CERN entwickelt und getestet werden.

Zuerst eine Begriffserklärung. Was ist ein Quench?

Ein Quench nennt man den Zeitpunkt indem der supraleitenden Magnet in den warmleitenden Zustand übergeht. Also nicht mehr supraleitend ist.

Wie man sich vorstellen kann, wird dabei eine ganze Menge Energie frei. Von ca. 8 T auf vlt einige mT. Das Material leitet im warmen Zustand nämlich schlechter als Kupfer. Dabei der Leiter so heiß werden, dass er verdampft. Was natürlich ziemlich doof wäre.

Man erwartet aber im LHC, dass die Leiter „quenchen“. Das kann durch verschieden Ursachen hervorgerufen werden. Z.B. kann der Leiter durch die enormen Kräfte verschoben werden, was schon ausreichen kann um ihn quenchen zu lassen. Es gibt da ein Flächenmodell an dem man die Faktoren gut erkennen kann. Die Supraleitung wird von Strom, der Temperatur und dem Feld bestimmt. Schießt einer dieser Parameter über die Flächengrenze hinaus, quenched der Leiter.

Um zu verhinder das der Leiter zerstört wird, gibt es verschieden Sicherheitsmaßnahmen. Damit der Leiter nicht schmilzt muss man irgendwie die Energie abtransportieren oder verteilen. Zu diesem Zweck sind alle Leiter mit Kupfer umwickelt. Denn bei einem Quench leitet das Kupfer besser und wird dann als Leiter bevorzugt. Um einen größeren Widerstand zu erzeugen versucht man aber, jeden Leiter in einer Spule zum Quenchen zu bringen. Klingt komisch, ist aber so. Hierfür gibt es Heater. Diese Heater sind um die Spulen gewickelt und erwärmen diese um sie auch quenchen zu lassen. Das geht auch ziemlich schnell weil durch den Quench Wirbelströme induziert werden, welche das quenchen beschleunigen. Ziemlich empfindlich so ein Supraleiter. Somit setzt sich der Quench durch die ganze Spule fort und wird aufgeteilt. Zeitgleich wird der Strom runtergefahren. Es gibt auch noch eine Bypass Kopplung einer Diode die die Spannung begrenzt bzw. den Strom zurück zur Quelle führt. Ganz wie in Aktorik.

So was ist nun meine Aufgabe? In der Spule hocken und nachschauen wann was quenchet?

Nein, natürlich nicht J. Jeder Spulenkörper wird oder wurde gemessen. Wenn bei diesen Messungen seltsame Werte auftauchen, dann kommen diese Messungen zu uns, damit wir herausfinden können, warum die Werte aus der Art schlagen. Auch neue Spulen werden simuliert um sie bestmöglich schützen können im Falle eines Quench. Ich betreue 3 Projekte. Eines davon ist eine Weiterentwicklung eines Leiters. Ich Designe den Spulenkörper sowie das Eisenjoch in ROXIE. Gebe Testspezifische Parameter ein und lasse den PC simulieren. Was auch mehrere Tage dauern kann. Das erste Ziel ist, die Versuchsergebnisse nach zu bilden. Hat man das geschafft sucht man nach Auffälligkeiten. Wie hoch ist die ohmsche/induzierte Spannung, die Temperatur, Stromstärke.

Daraus kann man Ableiten warum, die Spule so reagiert und die Parameter anpassen. Ist die Ursache des Problems gefunden und das Problem gelöst sind alle zufrieden.

Wie mein Chef schon gesagt hat. „Jetzt machen wir Physik.“ Und ich sage. „Gott sei Dank!“ J