Sistem de control a compozitiei unui amestec de deuteriu-tritiu in faza lichida produs de o coloana de distilare criogenica - SOLDDT

Contract de finantare nr 71-064/2007

   Proiectul isi propune ca obiectiv principal sa dezvolte un sistem de control a compozitiei unui amestec deuteriu-tritiu in faza lichida produs de o coloana de distilare criogenica. Solutia propusa se bazeaza pe masurarea permitivitatii complexe (permitivitate dielectrica si conductivitate electrica) a amestecului mentionat utilizand un senzor capacitiv.
   In prima faza se procedeaza la determinarea concentratiei de deuteriu in amestecuti hidrogen-deuteriu H-D in stare lichida si se porneste de la elaborarea unor modele matematice privind comportarea dielectrica a acestui fluid.
   Constructia senzorului capacitiv va respecta cerintele impuse de coloana de distilare criogenica de la instalatia ITER, in vederea testarii preliminare la Forschungszentrum Karlsruhe in conditii similare ITER. Pe un stand de testare constand dintr-un criostat cu senzorul inclus se vor determina constantele traductorului in conditii de vid, gaz si lichid la plin )hidrogen si deuteriu) in regim stationar in vederea minimizarii capacitatilor parazite care au influenta asupra sensibilitatii. Se are in vedere, de asemenea, desfasurarea de experimente, tot in regim stationar, pentru determinarea concentratiei de deuteriu din amestec H-D lichid la temperaturi intre 20-25K si compozitii diferite ale amestecului.
   In etapa urmatoare, standul experimental va fi modificat astfel incat sa permita testarea performantelor senzorului in regim de curgere a fluidului. Experimentarile se vor efectua la diferite compozitii ale amestecului H-D, diferite debite de curgere si la temperaturi cuprinse intre 20-25K. Rezultatele obtinute se vor confrunta cu masuratorile efectuate cu spectrometrul de masa de tip Finnigan Delta Plus si vor sta la baza corectiilor impuse modelului matematic elaborat.
   Sistemul de masura va tine cont de precizia impusa masurarii (<5%), cat si de efectul nefavorabilal neomeogenitatii campului electric si al capacitatilor parazite introduse pe lantul de masura si de valoarea mica (4%) a diferentei de permitivitate complexa intre hidrogen si deuteriu in stare lichida. Avand in vedere cerintele impuse, se va utiliza metoda masuratorilor efectuate la frecventa de rezonanta, modulul electronic fiind proiectat si realizat in acest sens. Un pachet de programe va include modelul matematic elaborat si rezultatele experimentale astfel incat sa poata determina univoc compozitia amestecului.
   In etapa urmatoare se va elabora o specificatie tehnica pentru sistemul de control in vedereaoperarii unei coloane de distilare criogenica pentru producerea de amestecuri D-T mai mari de 95% precum si un studiu de fezabilitate privind implementarea acestuia in cadrul Instalatiei de Distilare Criogenicade la ITER.
   Proiectul are definita prin planul de realizare o componenta majora privind diseminarea rezultatelor, iar prin insasi metodologia propusa cu un continut original autentic, deschide noi directii de cercetare in domeniu.
   Se are in vederea introducerea unui brevet de inventie pentru metoda de determinare a compozitiei amestecurilor bicomponente ale izotopilor hidrogenului H-D si D-T. Pentru rezultatele proiectului exista expresii de interes din partea unor institutii nationale si internationale, precum si task introdus in cadrul programului FP7 pe tematica proiectului.