Rev. Phys. Appl. (Paris) 23, 1761-1765 (1988)
DOI: 10.1051/rphysap:0198800230110176100

Le polyimide-alumine : un isolant performant utilisé dans un aimant supraconducteur refroidi à l'hélium superfluide

P. Libeyre

Association EURATOM-CEA sur la Fusion Contrôlée, DRFC/STIF, Centre d'Etudes Nucléaires de Cadarache, 13108 Saint-Paul Lez Durance Cedex, France

Abstract
The toroidal magnet of TORE SUPRA is made up of 18 coils, each one consisting of a superconducting winding enclosed inside a thick stainless steel casing dedicated to withstand the electromagnetic forces. The superconducting winding is cooled by a superfluid helium bath at 1.8 K ; the thick casing is cooled by a supercritical helium flow at 4.2 K. The chocks between winding and thick casing provide as well the thermal insulation between 1.8 K and 4.2 K as the transmission of loads from the winding to the casing. To meet this two requirements it prooved out necessary to develop a new material : polyimide-alumina. The development program resulted in the achievement of an industrial production of this material, which allowed the realisation of the magnet in conformity with the specifications.

Résumé
L'aimant toroïdal de TORE SUPRA se compose de 18 bobines, chacune d'entre elles étant constituée d'un bobinage supraconducteur enfermé dans un boîtier épais en acier inoxydable destiné à supporter les efforts électromagnétiques. Le bobinage supraconducteur est refroidi par un bain d'hélium superfluide à 1,8 K ; le boîtier épais est refroidi par une circulation d'hélium supercritique à 4,2 K. Le système de calage entre bobinage et boîtier épais assure à la fois l'isolation thermique entre 1,8 K et 4,2 K et la transmission des efforts du bobinage au boîtier. Pour répondre à ces deux impératifs il s'est avéré nécessaire de développer un matériau nouveau : le polyimide-alumine. Le programme de développement a abouti à la mise au point d'une production industrielle de ce matériau, ce qui a permis la réalisation de l'aimant conformément aux spécifications.

PACS
3240E - Superconducting coils and magnets.
0550 - Composite materials engineering materials science.

Key words
alumina -- polymers -- superconducting magnets -- thermal insulating materials -- Al sub 2 O sub 3 -- cooling -- superconducting magnet -- toroidal magnet -- TORE SUPRA -- coils -- superconducting winding -- thermal insulation -- polyimide alumina -- industrial production -- 1.8 to 4.2 K -- superfluid He