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High Voltage Radio Frequency Test Facility – HVRFTF

La High Voltage Radio Frequency Test Facility (HVRFTF) è un esperimento flessibile
sviluppato per caratterizzare l’isolamento elettrico
a bassa pressione di componenti
operanti a radiofrequenza.

L’obiettivo è quello di verificare i criteri di progetto del circuito RF (Radio Frequenza) e dei suoi componenti speciali installati nella sorgente di ioni di SPIDER

PERCHE’ SI DEVONO TESTARE I DRIVER

La sorgente di ioni del neutral beam Injector (NBI) per l’esperimento ITER è studiata negli esperimenti SPIDER e MITICA. Questa si compone in particolare di una sorgente di plasma alimentata alla frequenza di 1MHz con potenze fino a 800kW.

Il circuito a radiofrequenza a bordo sorgente è composto sia da componenti commerciali quali condensatori in vuoto, che speciali, chiamati driver, sviluppati per trasferire al plasma generato fino a 100kW (8 driver sono presenti nella sorgente di ioni).

L’atmosfera in cui operano i componenti a radiofrequenza è intorno a 60 mPa in H2, e le tensioni stimate arrivano a 16kV. In tale ambiente la tenuta in tensione a radiofrequenza risulta critica, come verificato sperimentalmente, e sono possibili  fenomeni di scariche  con conseguenze che hanno un grave impatto nella sperimentazione, limitandone lo spazio operativo. Per evitare questi fenomeni è stato avviato uno studio dedicato volto alla verifica sperimentale dei criteri di progetto del circuito a radiofrequenza e dei componenti speciali installati, e per identificare strategie per limitare l’interazione del circuito RF con i diversi sistemi (diagnostiche, altri circuiti elettrici necessari al funzionamento della sorgente) e strutture vicine.

COME È FATTO

HVRFTF si compone di una camera da vuoto capace di contenere diverse tipologie di “device under test” (DUT), elettrodi ai quali è applicata la tensione di test; un sistema di iniezione di gas e pompaggio in grado di fornire pressioni operative fino 10-5Pa con diverse tipologie di gas (H2,N2,Ar,He);  un circuito a radiofrequenza, progettato internamente al Consorzio RFX, per produrre tensioni di test fino a  17 kV nell’intervallo di frequenza 0.9 – 1.1 MHz.

Bibliografia

  • A.Maistrello, P.Jain, M.Recchia, E.Gaio. Studies on the requirements and design of the High Voltage Radio Frequency Test Facility, Fusion Engineering and Design (2018). Vol. 131, Pag. 96-104. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2018.04.086