Во внешнем переменном магнитном поле экспериментально исследована устойчивость к скачкам магнитного потока трех образцов из NbTi композитных сверхпроводников: одного одножильного и двух многожильных. Проведено сравнение эксперимента с теорией термомагнитной стабильности композитных сверхпроводников. Найдены пороговые значения скоростей изменения внешнего магнитного поля, начиная с которых теплоемкость и проводимость нормальной матрицы композита становятся определяющими стабилизирующими факторами. Экспериментально обнаружена не встречавшаяся ранее возрастающая зависимость поля первого скачка магнитного потока от скорости роста внешнего магнитного поля в сверхпроводящем проводе для МРТ. Причина эффекта -шунтирующее действие медной матрицы высокой чистоты и низкое объемное содержание сверхпроводника в композите (∼ 10%). ВведениеПод термомагнитной стабильностью понимают устой-чивость к малым возмущениям профиля магнитного потока, проникающего в сверхпроводник, при изме-нении внешнего магнитного поля или транспортного тока. Важно ответить на вопрос -при каких усло-виях распределение тока в сверхпроводнике остается устойчивым и не развивается лавинообразный процесс перераспределения тока (скачок магнитного потока), который способен вызвать переход сверхпроводника в нормальное состояние.Для понимания серьезности проблемы можно упомя-нуть проект LARP (Large Hadron Collider Accelerator Research Program) с участием известных лабораторий, таких как: ФермиЛаб (FNAL), Брукхейвенская нацио-нальная лаборатория (BNL), Национальная лаборатория Лоуренса в Беркли (LBNL). Проект направлен на со-здание Nb 3 Sn-проводников с большой плотностью тока (12 T/4.2 К/2.6.10 9 А/m 2 ) для модернизации дипольных и квадрупольных магнитов Большого адронного коллайде-ра. Их работы 2005-2010 гг. свидетельствуют о том, что проявления коллективных скачков магнитного потока собственного поля существенно снижают достигаемые значения токов в обмотках квадрупольных магнитов (40−70% от тока короткого образца -максимально достигаемого значения) [1].Анализ устойчивости и его результаты существенно зависят от соотношений характерных времен тепловых и электромагнитных процессов в сверхпроводнике: маг-сверхпроводника, ρ -дифференциальное сопротивле-ние сверхпроводника, которое при достаточно низких уровнях электрических полей во много раз меньше, чем сопротивление стабилизирующей нормальной матрицы, C -объемная теплоемкость сверхпроводника, λ -коэффициент поперечной теплопроводности, h -коэф-фициент теплопередачи с поверхности.В жестких сверхпроводниках (без нормального метал-ла) τ m ≪ τ λ , а в многоволоконных композитных τ m ≫ τ λ . Теплообменное время может сильно изменяться в зави-симости от условий охлаждения. Практический интерес представляет случай τ m ≫ τ h , τ m ≫ τ λ , для которого в работе [2] был получен критерий устойчивости, учиты-вающий только один стабилизирующий фактор -охла-ждение. При больших скоростях изменения внешнего магнитного поля или транспортного тока необходимо учитывать и другой стабилизирующий фактор -тепло-емкость. Такой крите...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.