CENTRUL DE CERCETARE HYPERION

Contract 22-139/2008

     Proiectul urmareste determinarea conditiilor optime pentru realizarea izolarii termice complexe de tip multistrat, pasiva si activa, in domeniul temperaturilor foarte joase. Aplicatiile directe vizate sunt in domeniul criogeniei, inclusiv a incintelor cu heliu lichid necesare racirii electromagnetilor supraconductori ai unui reactor de fuziune, in instalatiile de detritiere a apei grele etc., dar concluziile experimentelor pot genera solutii practice si in alte aplicatii industriale in care sunt necesare izolari termice eficiente.
      Sistemul de izolare este de tip izolator multistrat, in geometrie cilindrica , cu un numar optim de straturi compuse din folii neconductoare si de emisivitate mica, concentrice, separate prin incinte in care se realizeaza un vid inaintat (sau cu material de foarte mica conductivitate) si fixate prin intermediul unor elemente de spatiere din materiale cu proprietati termice speciale. Pentru izolarea termica a incintei cu heliu lichid, este necesar sa se asigure un scut termic fata de sursele de caldura externe, pe de o parte, si sa se reduca cat mai mult posibil fluxul de caldura in interiorul criostatului catre incinta centrala. In acest scop, sunt analizate si modelate matematic cele trei mecanisme fizice care contribuie la transferul de caldura catre incinta centrala a criostatului: radiatia termica a foliilor conductoare si conductia termica a gazului rezidual si a elementelor de spatiere solide dintre acestea. Se propun experimente originale pentru determinarea caractristicilor de izolatie termica a diverselor materiale in gama temperaturilor criogenice, prin masuratori termoelectrice simultane, achizitia si prelucrare numerica a datelor pe baza unor modele analitice. De asemenea, se vor investiga diverse caracteristici geometrice ale izolatiilor precum si tehnici evoluate de formare a izolatorilor polimerici cu compozitii si structuri avantajoase. Totodata se propun spre testare si optimizare solutii originale de izolare active pe baza de elemente Peltier a caror investigare este deja mentionata in literature si a caror prezenta este foarte probabila in solutiile industriale de avangarda. Se intentioneaza brevetarea unor solutii superioare de izolare termica si crearea posibilitatii de transfer tehnologic pentru productie, precum si publicarea de articole stiintifice legate de experimentele si modelele fizice si matematice din cadrul proiectului.
     Trebuie mentionat ca s-au realizat progrese importante in tehnicile de izolare termica a incintelor criogenice, cu ocazia construirii la CERN a instalatiei Large Hadron Collider (LHC), dar amploarea si miza instalatiei necesita in continuare studii cercetari si tehnologii pe aceasta directie.