Cтраница 4
Сегодня мало кто сомневается в будущем сверхпроводящих магнитов. Пора детских болезней кончилась, и наступление идет полным ходом. Тл, создаваемые сверхпроводящими соленоидами в объемах до 10 см3, стали доступны большинству физических лабораторий. Речь идет уже о крупных сверхпроводящих магнитных системах с рабочей зоной ( диаметром), измеряемой метрами, и индукцией магнитного поля 5 Тл и больше. Сильные магнитные поля и притом в больших объемах целесообразно создавать только с помощью сверхпроводящих магнитов. Такие магниты чрезвычайно необходимы современной физике и технике. [46]
Если, например, в обмотке сверхпроводящего магнита возбуждается электрический ток, он самостоятельно продолжает течь в ней долгое время, несмотря на то что вокруг магнита создается магнитное поле. [47]
Как уже отмечалось, возмущения в сверхпроводящих магнитах могут быть обусловлены не только механическими эффектами, но и электродинамическими, называемыми скачками магнитного потока. В отличие от природы механических эффектов механизм скачков потока изучен достаточно хорошо. Это дает возможность изготовлять провода, которые оказываются устойчивыми по отношению к скачкам магнитного потока при использовании их в лю-бых сверхпроводящих устройствах. Применение таких проводов позволяет обеспечить высокую плотность тока в обмотке, поскольку в этом случае нет необходимости в стационарной стабилизации при условии достаточно низкого уровня механических возмущений. [48]
Хотя использование свойств нулевого сопротивления в сверхпроводящих магнитах ни в коем случае не является тривиальным, применение квантованного флкж-соида в ряде квантовых измерительных устройств является, возможно, одним из наиболее интересных применений фундаментальных физических свойств, которые найдены в настоящее время. [49]
![]() |
Комбинированный энергоблок с МГД - установкой и паротурбинной частью. [50] |
Длина МГД-канала составляет 13 м; используется сверхпроводящий магнит, обеспечивающий индукцию магнитного поля 6 Тл. [51]
![]() |
Параметры магнита 1 8 Т. [52] |
Это крупнейший из построенных в настоящее время сверхпроводящих магнитов по весу и величине запасенной энергии. На его примере можно хорошо проиллюстрировать некоторые вопросы проектирования криостатически стабильных магнитов. Хотя общий вес обмоток равен 45 000 кг, только 400 кг составляет сверхпроводник. Такое преобладание меди над сплавом ниобий - титан необходимо для обеспечения полной стабильности и компенсации электродинамических усилий. Общий ток насыщения ленты при индукции 2 5 Т равен 4000 А. Композит работает при токе 2200 А и пиковой индукции 2 0 Т в обмотке. [53]
Плотность энергии возмущения, способного вызвать переход сверхпроводящего магнита в нормальное состояние, мала. Однако и сама энергия импульса может быть также очень малой. [54]
В деле создания новых сверхпроводящих материалов и новых сверхпроводящих магнитов на их основе важное значение имеют точные измерения физических свойств сверхпроводников. Необходимо также знать характеристики сверхпроводящих магнитов, чтобы проверить, удалось ли реализовать проектные параметры, и определить пути дальнейшего совершенствования технологии изготовления магнитов. В данной главе рассматриваются в основном методы измерения сверхпроводящих и электрофизических параметров сверхпроводников. При создании магнитных систем необходимы сведения и о таких характеристиках, как предел прочности на растяжение или температурный коэффициент линейного расширения. [55]
Все проекты термоядерного синтеза базируются на использовании гигантских сверхпроводящих магнитов для удержания высокотемпературной плазмы от касания стенок камеры. Для поддержания их в сверхпроводящем состоянии расходуются если не реки, то ручьи жидкого гелия. [56]
При измерении величины магнитного поля, генерируемого сверхпроводящим магнитом, или степени однородности такого поля датчик поля работает либо при температуре жидкого гелия, либо при комнатной температуре, которая обеспечивается в рабочем объеме магнита за счет некоторого усложнения конструкции криостата. Ниже описываются методы, основанные на применении измерительных катушек, датчиков Холла и ядерного магнитного резонанса. [57]
При учете всех факторов эксплуатационные затраты на использование сверхпроводящих магнитов значительно меньше, чем для обычных. [58]
И в заключение несколько слов о космических профессиях сверхпроводящих магнитов. Сильные магнитные поля сверхмагнитов могут быть использованы для экранирования космических кораблей от проникающей радиации. Хорошо известно, что в космосе имеются области повышенной радиации. Всех нас защищает от радиации магнитное поле Земли. Оно искривляет траектории заряженных частиц и не позволяет многим из них достигнуть поверхности Земли. Но если космонавт совершает полет на борту космического корабля, то он может оказаться в зоне повышенной радиации, например, при прохождении так называемых радиационных поясов. Ясно, что для безопасности полета космический корабль необходимо по примеру Земли окружить магнитным полем. Но в космос громоздкие и прожорливые электромагниты не возьмешь - на корабле должна находиться компактная сверхпроводящая магнитная система, создающая надежную магнитную защиту. [59]